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Dispersión láser y fluorescencia para el estudio del fitoplancton

La tesis doctoral de Joan Salvador Font Muñoz desarrolla una nueva metodología  para obtener la estructura de tamaños del fitoplancton con una alta resolución espacio-temporal y de manera no invasiva

 

La estructura de tamaños del fitoplancton es una característica que revela información sobre el funcionamiento del sistema planctónico. Sin embargo, su determinación en el medio marino presenta ciertas dificultades y limitaciones, especialmente en zonas altamente variables como las zonas costeras.

Precisamente, una de las principales contribuciones de la tesis doctoral de Joan Salvador Font Muñoz, defendida en la Universidad de las Illes Balears, es el desarrollo de un método para la obtención del espectro de tamaños del fitoplancton basado en medidas simultáneas de dispersión láser y fluorescencia. Su utilización ha permitido segregar la señal del fitoplancton de la del resto de componentes del material particulado presentes en las aguas marinas y determinar la estructura de tamaños de los distintos grupos de fitoplancton. Este método presenta la ventaja de que proporciona información con una alta resolución espacio-temporal (centímetros y segundos) y de una manera poco invasiva. Dos artículos recogidos en la tesis doctoral de Joan Salvador Font Muñoz desarrollan esta parte metodológica y muestran su utilidad en un estudio de campo realizado en la Bahía de Palma.

El uso de la dispersión láser in-situ ha permitido estudiar, por vez primera en el medio natural, fenómenos que hasta ahora solo se habían descrito en experimentos de laboratorio y simulaciones numéricas. Así uno de los artículos que componen la tesis de Joan Salvador Font proporciona una primera evidencia observacional de concentración preferencial del fitoplancton a escalas inferiores a 1km. Esta distribución selectiva del fitoplancton está producida por los efectos inerciales asociados al tamaño de las células y es responsable de la heterogeneidad que se observa en el fitoplancton a dichas escalas espaciales.

Por otro lado, se han analizado los patrones de orientación de las diatomeas pennadas en medio natural mediante difractometría láser, y se ha demostrado mediante experimentación en laboratorio cómo éstas tienden a orientarse verticalmente según se hunden. Esta orientación está principalmente regulada por procesos de interacción entre el fluido y la estructura externa de las diatomeas y depende de la cizalladura del medio. Este resultado es relevante ya que son muy escasas las medidas sobre la orientación de las células en medio marino y cambia la idea preconcebida de que, en el mar, el fitoplancton se orienta aleatoriamente. Además, el patrón de orientación vertical en diatomeas pennadas es de gran importancia ecológica ya que favorece el emparejamiento de las células que es crucial para su reproducción sexual.

En esta tesis se han combinado experimentos de laboratorio, modelos matemáticos y medidas de campo para estudiar distintos fenómenos de especial relevancia para la ecología del fitoplancton, como son: la concentración y la orientación preferencial de células de fitoplancton. Además, se ha proporcionado una metodología robusta para el estudio in-situ del espectro de tamaños del fitoplancton (y del tripton), que puede ser útil para mejorar el conocimiento sobre la ecología y las interacciones de pequeña escala del fitoplancton. Estas contribuciones científicas se han realizado con el convencimiento de que puedan contribuir al avance en el conocimiento los procesos que ocurren a pequeña escala en el medio marino y abran futuras vías de investigación en dicho campo. 

Fuente: IMEDEA (CSIC-UIB)

Ficha de la tesis doctoral

  • Título: Caracterización de la estructura de tamaños y composición del fitoplancton marino mediante difractometría láser
  • Autor: Joan Salvador Font Muñoz
  • Programa de doctorado: Ecología Marina
  • Director: Gotzon Basterretchea Oyarzábal y Antoni Jordi Ballester

Fecha de publicación: 16/04/2019