Mixotrofia, una estratègia alimentària clau si hi ha desequilibri de nutrients

Els organismes mixòtrofs combinen dues formes d'alimentació: poden fer la fotosíntesi i capturar preses. Segons un nou estudi de l'Institut de Ciències del Mar del CSIC (ICM-CSIC), aquesta estratègia mixta pot afavorir la producció de recursos marins quan falten nutrients o l’activitat humana en modifica la disponibilitat.

Els organismes mixòtrofs del plàncton poden nodrir-se com una planta a través de la fotosíntesi i, alhora, com un animal, capturant preses.Els organismes mixòtrofs del plàncton poden nodrir-se com una planta a través de la fotosíntesi i, alhora, com un animal, és a dir, capturant preses. En ecosistemes terrestres, aquest tipus d'organismes, comunament coneguts com a plantes carnívores, són escassos i requereixen condicions molt particulars per al seu creixement, normalment sòls àcids i pobres en nutrients.

En canvi, al mar, els mixòtrofs són extremadament abundants i estan constituïts majoritàriament per microalgues unicel·lulars o protozous amb capacitat fotosintètica. De fet, la seva àmplia distribució i abundància els converteixen en un grup molt important a tots els mars i oceans.

Un nou estudi liderat per l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona ha revelat que aquesta estratègia alimentària serà clau per als mars del futur, ja que afavoreix la producció de recursos marins en escenaris de desequilibri de nutrients al medi marí.

Per a l'elaboració del treball, publicat recentment a la revista Limnology and Oceanography, l'equip investigador va realitzar diversos experiments al laboratori amb una microalga mixòtrofa, el dinoflagel·lat Karlodinium veneficum. L'objectiu era avaluar l'impacte nutritiu de Karlodinium sota diferents condicions de nutrients en la producció de dues espècies de copèpodes -Paracartia grani i Centropages typicus- que s'alimenten d'aquest dinoflagel·lat.

El van fer créixer com a autòtrof i com a mixòtrof, és a dir, proporcionant-li una presa al llarg del creixement. Ambdues estratègies van ser testades en ambients amb concentracions de nitrogen i fòsfor diferents, simulant l'efecte de les descàrregues de nutrients. Després, van analitzar la resposta dels copèpodes als diferents tipus de dieta.

"Vam observar que els copèpodes que s'havien alimentat de dinoflagel·lats mixòtrofs a l'escenari de desequilibri de nutrients presentaven taxes de reproducció més grans que els que provenien d'una dieta purament autòtrofa", explica Claudia Traboni, investigadora de l'ICM-CSIC i primera autora del treball. Segons la investigadora, això es deu al fet que els mixòtrofs van poder compensar la falta de fòsfor i nitrogen menjant preses, mentre que els autòtrofs no ho van poder fer.

Una estratègia molt desconeguda

Tot i la seva rellevància, la mixotrofia continua sent una gran desconeguda. Molt pocs estudis mostren el seu impacte sobre la resta d'integrants de les xarxes tròfiques marines i sobre la producció de recursos a l'oceà. També se'n desconeix l'efecte a les zones costaneres, on l'activitat antropogènica és més susceptible de modificar la disponibilitat de nutrients.

Les conseqüències d'aquest desequilibri poden ser greus per a les microalgues fotosintètiques, ja que necessiten unes proporcions determinades de nutrients per al seu creixement òptim. De fet, l'excés o la manca d'un nutrient pot alentir-ne la proliferació i alterar-ne la composició nutritiva, cosa que pot tenir conseqüències per a tota la xarxa tròfica.

"La capacitat de capturar preses del mixoplàncton podria permetre'ls compensar aquests desequilibris de nutrients inorgànics i millorar el seu creixement, cosa que podria tenir efectes positius en nivells tròfics superiors", detalla en aquest sentit Traboni, que assegura que aquest coneixement seria de gran ajuda per al desenvolupament de models predictius que permetin una millor gestió del medi marí i dels recursos pesquers.

Per part seva, l'investigador de l'ICM-CSIC i coautor del treball, Albert Calbet, apunta que "és la primera vegada que es demostra al laboratori que la mixotrofia pot ajudar a compensar baixes qualitats nutritives de preses sotmeses a desequilibris de nutrients, una cosa que s'havia postulat anteriorment en models matemàtics, però que mai no s'havia demostrat experimentalment".

Finalment, el també investigador de l'ICM-CSIC i coautor del treball, Enric Saiz, afegeix que "els resultats d'aquest estudi suggereixen que, en condicions de limitació o desequilibri de nutrients, la presència de mixotrofia a microalgues o protozous pot afavorir el creixement dels seus depredadors principals, els copèpodes, que són la base de l'alimentació de moltes larves i adults de peixos". Tot i això, l'investigador alerta de la necessitat de fer més experiments amb altres espècies per validar aquesta hipòtesi.

Article de referència:
Traboni, C., Calbet, A., & Saiz, E. (2021). Mixotrophy upgrades food quality for marine calanoid copepods. Limnology and Oceanography.

Comunicació ICM-CSIC