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La fotosíntesis puede tener lugar en la naturaleza incluso con niveles de luz extremadamente bajos, según se ha observado en el desarrollo de las microalgas árticas al final de la noche polar.
Las mediciones se llevaron a cabo a 88° de latitud norte y revelaron que incluso en esta zona tan septentrional, las microalgas pueden generar biomasa mediante la fotosíntesis ya a finales de marzo.
En ese momento, el sol apenas se encuentra sobre el horizonte, por lo que aún está casi completamente oscuro en el hábitat de las microalgas bajo la capa de nieve y hielo del océano Ártico. Los resultados del estudio publicados ahora en la revista Nature Communications muestran que la fotosíntesis en el océano es posible en condiciones de luz mucho más bajas y, por lo tanto, puede tener lugar a profundidades mucho mayores de lo que se suponía hasta ahora.
La fotosíntesis convierte la luz solar en energía biológicamente utilizable y, por lo tanto, constituye la base de toda la vida en nuestro planeta. Sin embargo, hasta ahora, las mediciones de la cantidad de luz necesaria para ello siempre han estado muy por encima del mínimo teóricamente posible.
Para su trabajo, los investigadores utilizaron datos del proyecto de investigación internacional MOSAiC. En el marco de la expedición, congelaron el rompehielos de investigación alemán Polarstern en el hielo del Ártico central durante un año en 2019 para investigar el ciclo anual del clima y el ecosistema del Ártico.
El equipo dirigido por la Dra. Clara Hoppe del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) se centró en el fitoplancton y las algas de hielo, responsables de la mayor parte de la fotosíntesis en el Ártico central.
Inesperadamente, las mediciones mostraron que, tan solo unos días después del final de la noche polar de un mes, se había acumulado de nuevo biomasa vegetal, para la que la fotosíntesis es absolutamente esencial. Los sensores de luz extremadamente sensibles en el hielo y el agua permitieron medir la cantidad de luz disponible.
Los resultados fueron especialmente sorprendentes porque la fotosíntesis en el océano Ártico se llevó a cabo bajo hielo marino cubierto de nieve, que sólo deja pasar unos pocos fotones de luz solar incidente: las microalgas sólo tenían disponible alrededor de una cienmilésima parte de la cantidad de luz de un día soleado en la superficie de la Tierra para su crecimiento.
"Es muy impresionante ver con qué eficiencia las algas pueden utilizar cantidades tan bajas de luz. Esto demuestra una vez más lo bien que los organismos están adaptados a su entorno", dice Clara Hoppe en un comunicado.
"Para medir niveles de luz tan bajos en las duras condiciones del invierno ártico, tuvimos que congelar instrumentos especiales, recientemente desarrollados, en el hielo en medio de la noche polar", explica el coautor e investigador del hielo marino Niels Fuchs. Su colega Dirk Notz añade que era especialmente difícil tener en cuenta las irregularidades en el campo de luz bajo el hielo debido a las variaciones en el espesor del hielo y la nieve: "Pero al final pudimos estar seguros: simplemente no había más luz".
Los resultados del estudio publicado ahora son importantes para todo el planeta. "Aunque nuestros resultados son específicos del océano Ártico, muestran de lo que es capaz la fotosíntesis. Si es tan eficiente en las difíciles condiciones del Ártico, podemos suponer que los organismos de otras regiones de los océanos también se han adaptado tan bien", dice Clara Hoppe, contextualizando los resultados.
Esto significa que también podría haber suficiente luz para producir energía y oxígeno utilizables a través de la fotosíntesis en áreas más profundas de los océanos, que luego estarían disponibles para los peces, por ejemplo. Por lo tanto, el hábitat fotosintético correspondiente en el océano global podría ser significativamente mayor de lo que se suponía anteriormente.
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