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PhD thesis: Characterization of the size structure and composition of marine phytoplankton by laser diffractometry

 

 

 

Foto: Joan Font (Autor: A.Costa/UIB)

 

 

 

Esporles, 11 de abril de 2019. Juan Salvador Font Muñoz defendió su tesis doctoral dirigida por los doctores Gotzon Basterretxea y Antoni Jordi Ballester. El evento tuvo lugar el 4 de abril de 2019 en la Universidad de las Illes Balears.

 

 

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 esta tesis es el desarrollo de un método para la obtención del espectro de tamaños del fitoplancton basado en medidas simultaneas 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 esta tesis 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 nos 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 esta tesis 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, hemos analizado los patrones de orientación de las diatomeas pennadas en medio natural mediante difractometria láser, y hemos 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 (UIB-CSIC)