Un reciente estudio en el que han participado investigadores del Institut Mediterrani d’Estudis Avançats (IMEDEA, CSIC-UIB) ha ampliado nuestra comprensión del fitoplancton, especialmente de las diatomeas. Este estudio ha revelado que estas células no son meras partículas pasivas, sino entidades dinámicas capaces de adaptarse activamente a su entorno. Los investigadores han descubierto que la forma y el tamaño de las diatomeas juegan un papel crucial en su ecología y capacidad de adaptación, permitiendo la comunicación entre células y facilitando procesos ecológicos complejos.

Las diatomeas se clasifican típicamente en dos subclases: diatomeas céntricas, caracterizadas por su simetría radial, y diatomeas pennadas, que exhiben simetría bilateral. Estos grupos muestran preferencias de hábitat distintas, con diatomeas céntricas dominando los ambientes pelágicos y diatomeas pennadas prosperando en hábitats bentónicos. Sin embargo, ciertas especies de diatomeas pennadas, como las del género Pseudo-nitzschia, se han adaptado con éxito a los ambientes pelágicos, superando desafíos como permanecer dentro de la capa iluminada del océano (capa fótica).

Mantenerse dentro de la capa fótica y optimizar la absorción de luz representa un desafío significativo para estas diatomeas pennadas planctónicas, ya que carecen de adaptaciones para regular activamente la flotabilidad, que si tienen de las diatomeas céntricas. Los investigadores estudiaron las adaptaciones evolutivas que permiten a estas diatomeas enfrentarse a este formidable desafío. Esta investigación proporcionó mediciones precisas sobre la dinámica de hundimiento de las diatomeas pennadas y exploró sus interacciones biofísicas a microescala con factores ambientales.

Este grupo de diatomeas suele formar cadenas con conexiones flexibles entre las células, lo que les permite cambiar la orientación de la cadena durante el hundimiento. Los investigadores descubrieron que, independientemente de la orientación inicial de la cadena, siempre termina adquiriendo una orientación horizontal estable. Esta transición de una orientación vertical (típica de las células individuales) a una horizontal tiene profundas implicaciones para la exposición a la luz y las tasas de hundimiento. Estos hallazgos destacan la importancia ecológica de estos procesos en el ciclo de vida de las diatomeas pennadas. Este estudio enfatiza que la forma y el tamaño de las células juegan un papel más significativo de lo que se reconocía anteriormente en la ecología del fitoplancton.

Además, este estudio extiende el hallazgo de la observación del fenómeno de comunicación intercelular mediante luz de fluorescencia, descrita recientemente en la especie Pseudo-nitzschia delicatessima (Font-Muñoz et al 2021), a otras dos especies: Pseudo-nitzschia pungens y Pseudo-nitzschia fraudulenta. Este estudio pone de manifiesto la complejidad y sofisticación de las células de fitoplancton, las cuales poseen mecanismos avanzados para adaptarse y prosperar en diversas condiciones ambientales, desafiando la visión tradicional de estas células como partículas pasivas.

Sourisseau, M., Font‐Muñoz, J., Bellouche, S., Fauvarque, O., Rouxel, J., Tardivel, M., & Sauvey, A. (2024). Sinking rates, orientation, and behavior of pennate diatoms. Journal of Phycology.

Font-Muñoz, J. S., Sourisseau, M., Cohen-Sánchez, A., Tuval, I., & Basterretxea, G. (2021). Pelagic diatoms communicate through synchronized beacon natural fluorescence signaling. Science Advances, 7(51), eabj5230.