Trabajo final presentado por Arianna Rocchi para el Máster Interuniversitario en Biología Marina de la Universidade da Coruña (UDC), realizado bajo la dirección del Dr. Manuel Dall'Osto y de la Dra. Dolors Vaqué Vidal del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC).-- 37 pages, 19 figures, 1 table[EN] The ocean covers 71% of the surface of our planet Earth and viruses are extremely abundant. Marine viruses play a key role in modulating several biogeochemical cycles. Still - very little is known about their role in the production of aerosol, clouds and climate change.
A recent interest on the marine viruses' contribution to the marine aerosols is growing, revealing that - after viral infection - phytoplankton (nanoflagellates) and prokaryote (bacteria) cells release organic matter to the water. The new released organic matter can contribute at making primary marine aerosol - produced at the sea surface through interaction between wind and waves, and subsequent bubble bursting. Aerosol particles affect the hydrological cycle because they act as cloud condensation nuclei (CCN) thereby influencing the formation and development of clouds.
Therefore, the aim of this thesis is to test if the lysis of prokaryotes (bacteria) and eukaryotes (heterotrophic and phototrophic nanoflagellates) - produced by viruses in melted sea ice - affects the production of primary organic marine aerosols. To achieve this goal, we carried out melted sea ice - atmosphere experiments in a marine controlled and bubble-bursting aerosol generation chamber in the laboratory during the Spanish 2018-2019 Antarctic campaign. This thesis is presented into two main sections: 1) results produced in this thesis (mortality experiments and biological measurements) and 2) results discussed with complementary data produced by other colleagues.
Preliminary results are promising, showing an increase in viral abundance and production, rate of lysed prokaryotes and eukaryotes and the organic carbon released from these lysed cells when viral concentrate is added, followed by a rise in the number of atmospheric aerosols produced within primary aerosol chamber. In a nutshell, this study points to the direction on which the fresh organic matter released in the water from melted sea ice is an important source of Antarctic marine aerosols[ES] El océano cubre el 71% de la superficie de nuestro planeta Tierra y los virus son extremadamente abundantes (10 30). Los virus marinos desempeñan un papel clave en la modulación de varios ciclos biogeoquímicos, todavía se sabe muy poco sobre su papel en la producción de aerosoles, nubes y cambio climático.
Un interés reciente en la contribución de los virus marinos a los aerosoles marinos está creciendo, revelando que - después de la infección viral - fitoplancton (nanoflagelados) y células procariotas (bacterias) liberan materia orgánica al agua. La nueva materia orgánica liberada puede contribuir a la producción de aerosol marino primario - producido en la superficie del mar a través de la interacción entre el viento y las olas, y posterior formación de burbujas. Las partículas de aerosol afectan al ciclo hidrológico porque actúan como núcleos de condensación de nubes (CCN).
Por lo tanto, el objetivo de mi tesis es probar si la lisis de procariotas (bacterias) y eucariotas (nanoflagelados heterotróficos y fototróficos) - producida por infección viral en el hielo marino derretido - afecta la producción de aerosoles marinos orgánicos primarios. Para lograr este objetivo, realizamos experimentos de hielo marino fundido - atmósfera en un tanque de generación de aerosoles en laboratorio durante la campaña española 2018-2019 en la Antártida.
Esta tesis se presenta en dos secciones principales: 1) resultados producidos en esta tesis (experimentos de mortalidad y mediciones biológicas) y 2) resultados discutidos con datos complementarios producidos por otros colegas.
Los resultados preliminares son prometedores, mostrando un aumento en la abundancia y producción viral, la tasa de procariotas y eucariotas lisadas y el carbono orgánico liberado de estas células lisadas cuando se añade el concentrado viral, seguido de un aumento del número de partículas de aerosol producidas en el tanque empleado para para la realización de los experimentos con muestras de hielo. En pocas palabras, este estudio confirma como la materia orgánica liberada del hielo marino derretido a la columna de agua es una fuente importante de aerosolesPeer reviewe
