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Mixotrofía, una estrategia alimentaria clave si hay desequilibrio de nutrientes

Los organismos mixótrofos combinan dos formas de alimentación: realizando la fotosíntesis y cazando presas. Según un nuevo estudio del Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC), esta estrategia puede favorecer la producción de recursos marinos cuando faltan nutrientes o la actividad humana modifica su disponibilidad.

Los organismos mixótrofos del plancton pueden nutrirse como una planta a través de la fotosíntesis y, al mismo tiempo, como un animal, capturando presas.Los organismos mixótrofos del plancton pueden nutrirse como una planta a través de la fotosíntesis y, al mismo tiempo, como un animal, es decir capturando presas. En ecosistemas terrestres, este tipo de organismos, comúnmente conocidos como plantas carnívoras, son escasos y requieren condiciones muy particulares para su crecimiento, normalmente suelos ácidos y pobres en nutrientes.

En cambio, en el mar, los mixótrofos son extremadamente abundantes y están constituidos en su mayoría por microalgas unicelulares o protozoos con capacidad fotosintética. De hecho, su amplia distribución y abundancia los convierten en un grupo muy importante en todos los mares y océanos.

Un nuevo estudio liderado por el Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona ha revelado que esta estrategia alimentaria será clave para los mares del futuro, ya que favorece la producción de recursos marinos, en escenarios de desequilibrio de nutrientes en el medio marino.

Para la elaboración del trabajo, publicado recientemente en la revista Limnology and Oceanography, el equipo investigador realizó varios experimentos en el laboratorio con una microalga mixótrofa, el dinoflagelado Karlodinium veneficum. El objetivo era evaluar el impacto nutritivo de Karlodinium bajo diferentes condiciones de nutrientes en la producción de dos especies de copépodos -Paracartia grani y Centropages typicus- que se alimentan de este dinoflagelado.

Lo hicieron crecer como autótrofo y como mixótrofo, es decir, proporcionándole una presa a lo largo del crecimiento. Ambas estrategias fueron testadas en medios con concentraciones de nitrógeno y fósforo distintas, simulando el efecto de las descargas de nutrientes. Luego, analizaron la respuesta de los copépodos a los distintos tipos de dieta.

“Observamos que los copépodos que se habían alimentado de dinoflagelados mixótrofos en el escenario de desequilibrio de nutrientes presentaban mayores tasas de reproducción que los que provenían de una dieta puramente autótrofa”, explica Claudia Traboni, investigadora del ICM-CSIC y primera autora del trabajo. A juicio de la investigadora, esto se debe a que los mixótrofos pudieron compensar la falta de fósforo y nitrógeno comiendo presas, mientras que los autótrofos no pudieron hacerlo.

Una estrategia muy desconocida

A pesar de su relevancia, la mixotrofía sigue siendo una gran desconocida. Muy pocos estudios muestran su impacto sobre el resto de integrantes de las redes tróficas marinas y sobre la producción de recursos en el océano. También se desconoce su efecto en las zonas costeras, donde la actividad antropogénica es más susceptible de modificar la disponibilidad de nutrientes.

Las consecuencias de este desequilibrio pueden ser graves para las microalgas fotosintéticas, ya que necesitan unas proporciones determinadas de nutrientes para su óptimo crecimiento. De hecho, el exceso o carencia de un nutriente puede ralentizar su proliferación y alterar su composición nutritiva, lo que puede tener consecuencias para toda la red trófica.

“La capacidad de capturar presas del mixoplancton podría permitirles compensar estos desequilibrios de nutrientes inorgánicos y mejorar su crecimiento, lo que podría tener efectos positivos en niveles tróficos superiores”, detalla a este respecto Traboni, que asegura que este conocimiento sería de gran ayuda para el desarrollo de modelos predictivos que permitan una mejor gestión del medio marino y de los recursos pesqueros.

Por su parte, el investigador del ICM-CSIC y coautor del trabajo, Albert Calbet, apunta que “es la primera vez que se demuestra en el laboratorio que la mixotrofía puede ayudar a compensar bajas calidades nutritivas de presas sometidas a desequilibrios de nutrientes, algo que se había postulado anteriormente en modelos matemáticos, pero que nunca se había demostrado experimentalmente”.
Por último, el también investigador del ICM-CSIC y coautor del trabajo, Enric Saiz, añade que “los resultados de este estudio sugieren que, en condiciones de limitación o desequilibrio de nutrientes, la presencia de mixotrofía en microalgas o protozoos puede favorecer el crecimiento de sus depredadores principales, los copépodos, que son la base de la alimentación de muchas larvas y adultos de peces”. No obstante, el investigador alerta de la necesidad de realizar más experimentos con otras especies para validar esta hipótesis.

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

Comunicación ICM-CSIC