Τὶ εἶναι τὸ Φυτοπλαγκτό;

Ἡ λέξη προέρχεται ἀπὸ τὸ φυτὸ καὶ τὸ πλαγκτὸν (ποὺ περιπλανιέται ἢ παρασύρεται). Πρόκειται γιὰ μικροσκοπικοὺς ὀργανισμοὺς ποὺ ζοῦν σὲ ὑγρὰ περιβάλλοντα, ἁλμυρὰ καὶ γλυκά.

Ἕνα μικρὸ μέρος τους εἶναι βακτήρια καὶ πρώτιστα, ἐνῶ τὰ περισσότερα εἶναι μονοκύτταρα φυτά. Στὰ πιὸ κοινὰ εἴδη περιλαμβάνονται τὰ κυανοβακτήρια, τὰ διάτομα μὲ πυριτικὸ περίβλημα, τὰ δινομαστιγωτά, ἡ πράσινη ἄλγη καὶ τὰ κοκκολιθοφόρα μὲ ἀνθρακικὸ περίβλημα.

Ἡ ἀνάπτυξη τοῦ φυτοπλαγκτοῦ ἐξαρτᾶται ἀπὸ τὴ διαθεσιμότητα διοξειδίου τοῦ ἄνθρακα, ἡλιακοῦ φωτὸς καὶ θρεπτικῶν οὐσιῶν. Τὸ φυτοπλαγκτό, ὅπως καὶ τὰ φυτὰ τῆς στεριᾶς, ἀπαιτοῦν θρεπτικὰ συστατικὰ ὅπως νιτρικά, φωσφορικὰ καὶ πυριτικά ἅλατα, καθὼς καὶ ἀσβέστιο σὲ διάφορα ἐπίπεδα, ἀνάλογα μὲ τὸ εἶδος. Κάποια εἴδη καθορίζουν τὸ ἐπίπεδο ἀζώτου καὶ μποροῦν νὰ ἀναπτυχθοῦν σὲ περιοχὲς ὅπου οἱ συγκεντρώσεις νιτρικῶν εἶναι χαμηλές. Ἐπίσης ἀπαραίτητα εἶναι καὶ ἴχνη σιδήρου καὶ, ἐπειδὴ οἱ συγκεντρώσεις του εἶναι πολὺ χαμηλές, αὐτὸ περιορίζει τὴν ἀνάπτυξη φυτοπλαγκτοῦ σὲ μεγάλες περιοχὲς τοῦ ὠκεανοῦ. Ἄλλοι παράγοντες ποὺ ἐπηρεάζουν τοὺς ρυθμοὺς ἀνάπτυξης τοῦ φυτοπλαγκτοῦ περιλαμβάνουν τὴ θερμοκρασία καὶ τὴν ἁλατότητα τοῦ νεροῦ, τὸ βάθος του, τὸν ἀέρα καὶ ἀπὸ τὶ εἴδους ζῶα καταναλώνεται.

Σημασία τοῦ φυτοπλαγκτοῦ

Τὸ φυτοπλαγκτὸ ἀποτελεῖ τὰ θεμέλια τῆς ὑδάτινης τροφικῆς ἁλυσίδας, τοὺς πρωτογενεῖς παραγωγούς, ποὺ διατρέφουν τοὺς πάντες, ἀπὸ τὸ μικροσκοπικὸ ζωοπλαγκτὸ μέχρι τὶς φάλαινες τῶν πολλῶν τόνων. Τὰ μικρὰ ψάρια καὶ τὰ ἀσπόνδυλα βόσκουν στὸ φυτοπλαγκτὸ καὶ στὴ συνέχεια αὐτὰ τὰ μικρότερα ζῶα καταναλώνονται ἀπὸ μεγαλύτερα (δεῖτε σχέδιο).

Τὸ φυτοπλαγκτὸ μπορεῖ ἐπίσης νὰ γίνει προάγγελος θανάτου ἢ ἀσθενιῶν. Κάποια εἴδη φυτοπλαγκτοῦ παράγουν ἰσχυρὲς βιοτοξίνες, καθιστώντας τα ὑπεύθυνα γιὰ τὶς λεγόμενες "κόκκινες παλίρροιες" ἢ ἐπιβλαβεῖς ἀποικίες ἄλγης. Οἱ ἐν λόγῳ ἄλγες μποροῦν νὰ σκοτώσουν τὴ θαλάσσια ζωὴ καὶ τοὺς ἀνθρώπους ποὺ τρῶνε μολυσμένα θαλασσινά.

Τὸ φυτοπλαγκτὸ μπορεῖ νὰ προκαλέσει μαζικὴ θνησιμότητα καὶ μὲ ἄλλους τρόπους. Στὸν ἀπόηχο μιᾶς μαζικῆς ἄνθησης τὸ φυτοπλαγκτὸ καταβυθίζεται στὸν πυθμένα τῆς θάλασσας ἢ τῆς λίμνης. Τὰ βακτήρια, ποὺ τὸ ἀποσυνθέτουν, ἀφαιροῦν τὸ ὀξυγόνο τοῦ νεροῦ προκαλώντας ἀσφυξία στὴν πανίδα. Τὸ ἀποτέλεσμα εἶναι μιὰ νεκρὴ ζώνη.

Τὸ κλίμα καὶ ὁ κύκλος τοῦ ἄνθρακα

Μέσω τῆς φωτοσύνθεσης, τὸ φυτοπλαγκτὸ καταναλώνει διοξείδιο τοῦ ἄνθρακα σὲ κλίμακα ἰσοδύναμη μὲ τῶν δασῶν καὶ ἄλλων φυτῶν τῆς ξηρᾶς. Ἕνα μέρος του πηγαίνει στὸν πυθμένα τοῦ ὠκεανοῦ μὲ τὸν θάνατο τοῦ φυτοπλαγκτοῦ, ἐνῶ ἕνα ἄλλο μέρος μεταφέρεται σὲ διάφορα ἐπίπεδα τοῦ ὠκεανοῦ, καθὼς τὸ φυτοπλαγκτὸ τρώγεται ἀπὸ ἄλλα πλάσματα, τὰ ὁποῖα μὲ τὴ σειρὰ τους ἀναπαράγονται, δημιουργοῦν ἀπόβλητα καὶ πεθαίνουν.

Σὲ παγκόσμιο ἐπίπεδο, αὐτὴ ἡ "βιολογικὴ ἀντλία ἄνθρακα" μεταφέρει περίπου 10 γιγατόνους ἄνθρακα ἀπὸ τὴν ἀτμόσφαιρα στὰ βάθη τοῦ ὠκεανοῦ ἀνὰ ἔτος. Ἀκόμα καὶ μικρὲς ἀλλαγὲς στὴν ἀνάπτυξη τοῦ φυτοπλαγκτοῦ μποροῦν νὰ ἐπηρεάσουν τὶς ἀτμοσφαιρικὲς συγκεντρώσεις διοξειδίου τοῦ ἄνθρακα, τὸ ὁποῖο συμβάλλει στὴν αὔξηση τῆς παγκόσμιας ἐπιφανειακῆς θερμοκρασίας.

Μελέτη τοῦ φυτοπλαγκτοῦ

Παρὰ τὸ γεγονὸς ὅτι οἱ δειγματοληψίες ἀπὸ τὸν ὠκεανὸ εἶναι ἀπαραίτητες γιὰ ὁρισμένες μελέτες, οἱ δορυφόροι κατέχουν καίρια σημασία γιὰ παγκόσμιας κλίμακας μελέτες τοῦ φυτοπλαγκτοῦ καὶ τοῦ ρόλου του στὴν κλιματικὴ ἀλλαγή. Οἱ μεμονωμένοι ὀργανισμοὶ εἶναι μικροσκοπικοί, ἀλλὰ ὅταν "ἀνθίζουν" κατὰ δισεκατομμύρια, οἱ ὑψηλὲς συγκεντρώσεις χλωροφύλλης καὶ ἄλλων χρωστικῶν σύλληψης φωτὸς μεταβάλλουν τὸν τρόπο ποὺ ἡ ἐπιφάνεια ἀνακλᾶ τὸ φῶς.

Παγκόσμια μοτίβα καὶ κύκλοι

Τὸ φυτοπλαγκτὸ ἀφθονεῖ κατὰ μῆκος τῶν ἀκτῶν καὶ τῆς ἠπειρωτικῆς ὑφαλοκρηπίδας, στὴν ἰσημερινὴ περιοχὴ τοῦ Εἰρηνικοῦ καὶ Ἀτλαντικοῦ Ὠκεανοῦ, καθὼς καὶ σὲ περιοχὲς μεγάλου γεωγραφικοῦ πλάτους. Οἱ ἄνεμοι διαδραματίζουν σημαντικότατο ρόλο στὴν κατανομὴ τοῦ φυτοπλαγκτοῦ, διότι ὁδηγοῦν ρεύματα ποὺ ἐπηρεάζουν τὰ βαθιὰ νερὰ, ποὺ διαθέτουν θρεπτικὰ συστατικὰ, γιὰ νὰ ἀνέλθουν στὴν ἐπιφάνεια.

Αὐτὲς οἱ ζῶνες ἀνάβλυσης, μεταξὺ τῶν ὁποίων μία κατὰ μῆκος τοῦ ἰσημερινοῦ ποὺ συντηρείται ἀπὸ τὴ σύγκλιση τῶν ἀνατολικῶν ἐτήσιων ἀνέμων καὶ ἄλλων κατὰ μῆκος τῶν δυτικῶν ἀκτῶν διαφόρων ἠπείρων, εἶναι ἀπὸ τὰ πιὸ παραγωγικὰ οἰκοσυστήματα τῶν ὠκεανῶν. Αντιθέτως, τὸ φυτοπλαγκτὸ σπανίζει σὲ ἀπομακρυσμένες ἀδρανεῖς περιοχὲς τῶν ὠκεανῶν λόγω περιορισμένων θρεπτικῶν συστατικῶν.

Ὅπως καὶ στὰ χερσαῖα φυτὰ, ἡ ἀνάπτυξη τοῦ φυτοπλαγκτοῦ ποικίλλει ἐποχιακά. Σὲ μεγάλα γεωγραφικὰ πλάτη ἡ ἄνθηση παρουσιάζει αἰχμὴ τὴν ἄνοιξη καὶ τὸ καλοκαίρι, ὅταν αὐξάνει τὸ φῶς τοῦ ἥλιου καὶ ὑποχωρεῖ ἡ ταραχὴ τοῦ νεροῦ ἀπὸ τὶς χειμωνιάτικες καταιγίδες. Πρόσφατες ἔρευνες δείχνουν ὅτι ἡ ἔντονη ἀνάμειξη τοῦ χειμώνα θέτει τὶς προϋποθέσεις γιὰ τὴν ἐκρηκτικὴ ἀνάπτυξη τῆς ἄνοιξης, φέρνοντας θρεπτικὰ συστατικὰ ἀπὸ τὰ βαθιὰ νερά σὲ ὅλα τὰ ἡλιόλουστα στρώματα τῆς ἐπιφάνειας καὶ διαχωρίζει τὸ φυτοπλαγκτὸ ἀπὸ τὸ ζωοπλαγκτὸ ποὺ τὸ καταναλώνει.

Στοὺς ὑποτροπικοὺς ὠκεανοὺς, ἀντιθέτως, οἱ πληθυσμοὶ φυτοπλαγκτοῦ ἐλαττώνονται τὸ καλοκαίρι. Καθὼς τὰ ἐπιφανειακὰ νερὰ θερμαίνονται τὸ καλοκαίρι, γίνονται ἐλαφρά. Μὲ τὸ θερμό, ἐλαφρὺ νερὸ ἀπὸ πάνω καὶ τὸ κρύο, πυκνὸ νερὸ ἀπὸ κάτω, ἡ στήλη τοῦ νεροῦ δὲν ἀναμειγνύεται εὔκολα. Τὸ φυτοπλαγκτὸ χρησιμοποιεῖ τὰ διαθέσιμα θρεπτικὰ συστατικὰ καὶ μετὰ ἡ ανάπτυξη πέφτει μέχρι νὰ ἔρθουν οἱ χειμερινὲς καταιγίδες γιὰ νὰ δώσουν τὸ ἐναρκτήριο λάκτισμα τῆς ἀνάμειξης.

Στὶς περιοχὲς μὲ μικρὸ γεωγραφικὸ πλάτος, περιλαμβανομένης τῆς Ἀραβικῆς Θάλασσας καὶ τῆς Ἰνδονησίας, ἡ ἐποχιακὴ ἄνθηση ἐξαρτᾶται συχνά ἀπὸ τὶς μεταβολὲς τῶν ἀνέμων σὲ σχέση μὲ τοὺς μουσῶνες. Καθὼς οἱ ἄνεμοι ἀλλάζουν κατεύθυνση (ἀπὸ καὶ πρὸς τὴ στεριά) ἐνισχύουν ἢ καταστέλλουν ἐναλλάξ τὴν ἀνάβλυση, πράγμα ποὺ μεταβάλλει τὶς συγκεντρώσεις θρεπτικῶν συστατικῶν. Στὴν ἰσημερινὴ ζώνη ἀνάβλυσης ὑπάρχει πολὺ μικρὴ ἐποχιακὴ μεταβολὴ στὴν παραγωγικότητα τοῦ φυτοπλαγκτοῦ.

Ἐδῶ τὴ μεγαλύτερη ἐπιρροή στὴν παγκόσμια παραγωγικότητα φυτοπλαγκτοῦ διαδραματίζει τὸ περιοδικὸ κλιματικὸ φαινόμενο τοῦ El Niño. Οἱ κύκλοι του προκαλοῦν σημαντικὲς ἀποκλίσεις ἀπὸ τὸ τυπικὸ στὴν ἐπιφανειακὴ θερμοκρασία τῆς θάλασσας, στὰ μοτίβα τῶν ἀνέμων καὶ τῶν βροχοπτώσεων στὸν Εἰρηνικὸ Ὠκεανό, κατὰ μῆκος τοῦ ἰσημερινοῦ.

Κατὰ τὴ διάρκεια τοῦ El Niño ἡ παραγωγικότητα τοῦ φυτοπλαγκτοῦ στὴν ἰσημερινὴ περιοχὴ τοῦ Εἰρηνικοῦ μειώνεται δραματικά, καθὼς οἱ ἀνατολικοὶ ἐτήσιοι ἄνεμοι, ποὺ κανονικὰ προκαλοῦν τὴν ἀνάβλυση, σταματοῦν ἢ ἀκόμη ἀντιστρέφουν τὴν κατεύθυνση ποὺ πνέουν. Ἡ μετάβαση ἀπὸ τὸ El Niño στὸ ταίρι του, τὸ La Niña, μερικὲς φορὲς συνοδεύεται ἀπὸ δραματικὴ αὔξηση τῆς παραγωγικότητας τοῦ φυτοπλαγκτοῦ, καθὼς ἀνανεώνεται ξαφνικὰ ἡ ἀνάβλυση βαθέων ὑδάτων πλούσιων σὲ θρεπτικὰ συστατικά.

Στὶς περιοχὲς μὲ μεσαῖο καὶ μεγάλο γεωγραφικὸ πλάτος, οἱ ἀπὸ ἔτος σὲ ἔτος μεταβολὲς στὴν παραγωγικότητα φυτοπλαγκτοῦ εἶναι μικρὲς, σὲ σχέση μὲ αὐτὲς στὸν τροπικὸ Εἰρηνικό λόγω τοῦ El Niño.

Μακροπρόθεσμες μεταβολὲς στὸ φυτοπλαγκτὸ

Ἐπειδή τὸ φυτοπλαγκτὸ ἔχει τόσο κρίσιμη σημασία γιὰ τὴ βιολογία τοῦ ὠκεανοῦ καὶ τὸ κλίμα, ὁποιαδήποτε μεταβολὴ του θὰ μποροῦσε νὰ ἔχει σημαντικὲς ἐπιπτώσεις στὴ βιοποικιλότητα, τὴν ἁλιεία, τὶς προμήθειες τροφίμων, καθὼς καὶ στοὺς ρυθμούς ὑπερθέρμανσης τοῦ πλανήτη.

Πολλὰ μοντέλα ὠκεάνιας χημείας καὶ βιολογίας προβλέπουν ὅτι ἡ παραγωγικότητα τοῦ φυτοπλαγκτοῦ θὰ μειωθεί, καθὼς ἡ ἐπιφάνεια τοῦ ὠκεανοῦ θερμαίνεται λόγω τῆς αὔξησης τῶν ἀερίων τοῦ θερμοκηπίου στὴν ἀτμόσφαιρα. Ἡ παραγωγικότητα ἀναμένεται νὰ πέσει ἐπειδή, καθὼς τὰ ἐπιφανειακὰ νερὰ θερμαίνονται, ἡ στήλη τοῦ νεροῦ γίνεται ὅλο καὶ πιὸ στρωματοποιημένη. Συνεπῶς, γίνεται λιγότερη κάθετη ἀνάμειξη ἡ ὁποία ξαναφέρνει θρεπτικὰ συστατικὰ ἀπὸ τὰ βαθιὰ νερά πίσω στὴν ἐπιφάνεια.

Κατὰ τὴν τελευταία δεκαετία οἱ ἐπιστήμονες ἄρχισαν νὰ ἀναζητοῦν αὐτὴ τὴν τάση σὲ δορυφορικὲς παρατηρήσεις καὶ οἱ πρῶτες μελέτες δείχνουν ὅτι ὑπῆρξε μιὰ μικρὴ μείωση στὴν παγκόσμια παραγωγικότητα φυτοπλαγκτοῦ. Γιὰ παράδειγμα, οἱ ὠκεανολόγοι κατέγραψαν μιὰ αύξηση στὶς ἀδρανεῖς ὑποτροπικὲς περιοχὲς τῶν ὠκεανῶν — δηλ. στὶς λιγότερο παραγωγικὲς ὠκεάνιες περιοχές — κατὰ τὴν τελευταία δεκαετία. Αὐτὲς οἱ φτωχὲς σὲ θρεπτικὰ συστατικὰ "θαλάσσιες ἔρημοι" φαίνεται πὼς ἐπεκτείνονται, ἐξαιτίας τῆς αὔξησης τῆς θερμοκρασίας στὴν ἐπιφάνεια τοῦ ὠκεανοῦ.

Σύνθεση

Ἑκατοντάδες χιλιάδες εἴδη φυτοπλαγκτοῦ ζοῦν στοὺς ὠκεανοὺς τῆς γῆς, καθένα προσαρμοσμένο σὲ ἰδιαίτερες ὑδάτινες συνθῆκες. Οἱ μεταβολές στὴ διαύγεια τοῦ νεροῦ, στὰ θρεπτικὰ συστατικὰ ποὺ περιέχει καὶ στὴν ἁλατότητα ἀλλάζουν τὰ εἴδη ποὺ ζοῦν σὲ μιὰ δεδομένη περιοχή.

Ἐπειδὴ μεγαλύτερη ποσότητα πλαγκτοῦ ἀπαιτεῖ περισσότερα θρεπτικὰ συστατικά, αὐτὸ συνεπάγεται μεγαλύτερη ἀνάγκη γιὰ κάθετη ἀνάμειξη τῆς στήλης τοῦ νεροῦ, ἡ ὁποία τὸ ἐπανεμπλουτίζει σὲ θρεπτικὰ συστατικά. Καθὼς ὁ ὠκεανὸς ἔχει θερμανθεῖ ἀπὸ τὸ 1950, ἔχει γίνει ὅλο καὶ πιὸ στρωματοποιημένος, πράγμα ποὺ κόβει τὴν ἀνακύκλωση τῶν θρεπτικῶν συστατικών.

Ἡ συνεχιζόμενη αὔξηση τῆς θερμοκρασίας, λόγω συσσώρευσης διοξειδίου τοῦ ἄνθρακα, προβλέπεται νὰ μειώσει τοὺς ἀριθμοὺς τῶν εἰδῶν φυτοπλαγκτοῦ μὲ μεγάλο μέγεθος, ὅπως τὰ διάτομα, σὲ σύγκριση μὲ μικρότερα εἴδη, ὅπως τὰ κυανοβακτήρια. Μεταβολὲς στὴ σχετικὴ ἀφθονία τῶν μεγαλύτερων σὲ σχέση μὲ τὰ μικρότερα εἴδη φυτοπλαγκτοῦ ἔχουν ἤδη παρατηρηθεῖ σὲ διάφορες περιοχὲς τοῦ κόσμου, ἀλλὰ ἂν θὰ ἐπηρεάσει τὴ συνολικὴ παραγωγικότητα, αὐτὸ παραμένει ἀβέβαιο.

Αὐτὲς οἱ μεταβολὲς στὴ σύνθεση τοῦ φυτοπλακτοῦ μπορεῖ νὰ εἶναι καλοήθεις ἢ νὰ ὁδηγήσουν σὲ κλιμακωτὲς ἀρνητικὲς συνέπειες στὸ σύνολο τῆς θαλάσσιας τροφικῆς ἁλυσίδας. Ἡ ἀκριβὴς παγκόσμια χαρτογράφηση τῶν πλαγκτονικῶν ταξινομικῶν ὁμάδων ἀποτελεῖ ἕναν ἀπὸ τοὺς πρωταρχικοὺς στόχους τῶν προτεινόμενων μελλοντικῶν ἀποστολῶν τῆς NASA, ὅπως οἱ ἀποστολὲς Aerosol, Cloud καὶ Ecology (ACE).

ΒΚ (10/2010)

Σχετικὰ ἄρθρα:
Κοκκολιθοφόρα
Τὸ El Niño

Ἱστοσελίδα προέλευσης
Προηγούμενη ἔκδοση τοῦ ἄρθρου