Foto: Les diatomees pinnades necessiten reproduir-se sexualment per subsistir (Autor: Alexander Klepnev/Wikimedia Commons, CC BY)

Esporles, 8 de juliol de 2020. El fitoplàncton, constituït per un ampli grup de microorganismes unicel·lulars que habiten els sistemes aquàtics, és un element clau en el funcionament del planeta. En els orígens de la Terra, aquests organismes fotosintètics varen modificar la composició de l'atmosfera, cosa que va permetre la vida tal com avui la coneixem.

A l'actualitat, el fitoplàncton és responsable de produir més de la meitat de l'oxigen atmosfèric i de retirar una quantitat equivalent de CO. Aquest carboni, fixat en forma de compostos orgànics, sustenta el funcionament de les xarxes tròfiques marines i d'aigua dolça.

S'estima que a l'oceà hi ha entre 4.000 i 5.000 espècies de fitoplàncton, que s'agrupen en una quinzena de classes principals. Les diatomeas (Bacillariophyceae) en són un dels grups més rellevants, ja que són més eficients en la fixació de CO₂ que altres classes de microalgues. La seva activitat fotosintètica contribueix en més d'un 40 per cent a la fixació de carboni en l'oceà.

Les diatomees viuen en gairebé qualsevol ambient humit, incloses basses, roques humides, en el gel antàrtic o sobre la molsa. No obstant això, es troben més comunament en grans reservoris d'aigua dolça i salada. Aquests organismes es caracteritzen per presentar una paret cel·lular silícia, en lloc de les parets orgàniques (de cel·lulosa, quitina, etc.) presents en la majoria de les espècies de fitoplàncton. Aquestes cases de vidre transparent tenen una estructura increïble: es componen de dues petxines trucades frústulas que encaixen entre si perfectament. Les frústulas solen estar ornamentades amb una gran quantitat de porus, protuberàncies i espines. A més de tenir diverses funcions biològiques, com ara protegir a la cèl·lula i condicionar el seu comportament hidrodinàmic, aquestes estructures ens serveixen per identificar les diferents espècies de diatomees.

Quan les condicions són propícies, les diatomees es reprodueixen ràpidament per simple divisió i generen denses poblacions d'individus. No obstant això, després de diversos cicles d'aquest tipus de reproducció asexual, aquesta frústul rígida comença a semblar una mica descuidada, deslluïda i desfasada, i les cèl·lules clonades són tan petites que els seus òrgans interns no hi caben bé i, simplement, es moren. Les cèl·lules necessiten recórrer al sexe per assegurar-se la subsistència. Aquesta fase del cicle vital és molt esporàdica, però és crítica per a la subsistència de la població a llarg termini. Cercar parella i unir-s’hi en un mitjà tan extens i dinàmic com l'oceà és una tasca titànica per a un organisme que no pot nedar.

Les formes de les diatomees varien molt, però en general poden classificar-se en dos grups: cèntriques (tenen una simetria radial i, per tant, formes rodones) i pinnades (amb simetria bilateral i formes allargades). Aquestes últimes són més abundants i, entre altres característiques, es diferencien de les cèntriques perquè necessiten aparellar-se físicament amb altres individus de grandària similar per reproduir-se sexualment, ja que no alliberen gàmetes que puguin fecundar externament altres cèl·lules. Sense gàmetes mòbils i sense poder nedar, no sembla fàcil trobar-se al mar.

Un estudi realitzat a l'IMEDEA (UIB-CSIC) i publicat a la revista PNAS aclareix aquest procés d'aparellament. La reproducció sexual sol ocórrer al final d'un període de molt creixement poblacional, quan la població de diatomees és molt elevada. A més, és un procés col·lectiu i relativament sincronitzat que consta de diverses fases: