Científicos miden cómo la falta de hierro frena la fotosíntesis del fitoplancton en mar abierto

Nuevas mediciones in situ en el Atlántico Sur y el Océano Austral confirman que el hierro es el micronutriente que mantiene en marcha la fotosíntesis del fitoplancton. Cuando escasea, hasta una cuarta parte de sus proteínas captadoras de luz se “desconectan”, aumenta la energía desperdiciada como fluorescencia y cae la productividad, con efectos en cadenas tróficas como el krill. El equipo —con participación de Rutgers— advierte que la variabilidad del hierro y el cambio climático pueden agravar el problema en regiones extensas.

La próxima vez que respires, recuerda que una fracción importante del oxígeno procede del mar. Ese oxígeno lo liberan algas microscópicas —el fitoplancton— que flotan en la capa superior del océano y convierten la luz en energía química. Pero hay una pieza minúscula del motor que puede gripar el sistema: el hierro. Un estudio reciente, con campaña de campo y análisis en curso, documenta directamente en el océano cómo la carencia de hierro “desacopla” parte de la maquinaria de la fotosíntesis y reduce la eficiencia de conversión de luz en energía útil. En palabras del coautor Paul G. Falkowski, “cada dos respiraciones incluyen oxígeno del océano” y el hierro es un factor limitante en vastas regiones. La novedad es el registro in situ del desperdicio energético y su traducción funcional: menos eficiencia, menor productividad y un riesgo silencioso para la base alimentaria marina.

Dónde y cuándo se midió en el océano

Para salir del laboratorio y mirar al mar abierto, la autora principal Heshani Pupulewatte se embarcó 37 días entre 2023 y 2024 en un buque de investigación británico, el RRS Discovery. El trayecto dibujó un transecto desde la costa de Sudáfrica hasta la zona marginal de hielo del Giro de Weddell, y de regreso, pasando por aguas del Atlántico Sur y del Océano Austral. Esa ruta cruzó áreas conocidas por su baja disponibilidad natural de hierro y alta variabilidad estacional del nutriente, un contexto ideal para observar el fenómeno en condiciones reales de mezcla, luz y temperatura. El parte logístico y la bitácora de muestreo —con estaciones preamanecer y perfiles CTD— confirman que la campaña estuvo diseñada para seguir gradientes de hierro en tiempo y espacio, algo difícil de replicar con incubaciones controladas. Este esfuerzo aporta localización precisa, fechas y plataforma de investigación, claves para que otros grupos comparen y repliquen.

Cómo lo midieron: fluorescencia y estrés por hierro

El equipo usó fluorómetros personalizados diseñados en Nueva Jersey para cuantificar la fluorescencia que emite el fitoplancton cuando el proceso fotosintético se atasca. Esa señal es, en esencia, energía desperdiciada: luz que los complejos captadores absorben pero que no logra convertirse en energía química. Al recorrer el transecto, Pupulewatte midió esa firma y realizó ensayos de enriquecimiento con nutrientes para comprobar si devolver el hierro restituía el acoplamiento energético. El resultado fue contundente: bajo estrés por hierro, hasta el 25 % de las proteínas captadoras de luz quedaron desacopladas de los centros de reacción; cuando volvió el hierro, el sistema se reconectó y la eficiencia aumentó. “Demostramos los efectos del estrés por hierro directamente en el océano, sin llevar muestras al laboratorio”, resumió la autora, subrayando el valor de medir en el sitio procesos moleculares que definen la productividad del mar.