Variabilidad climática, fitoplacton y producción primaria: ¿Aumento o disminución?

[ES] Hoy en día es incuestionable que la actividad humana está induciendo perturbaciones climáticas con importantes consecuencias para la integridad del planeta. Cada hora emitimos a la atmósfera dos millones de toneladas de CO2, favoreciendo el calentamiento gradual de la Tierra. Los océanos constituyen uno de los principales destinos finales de este carbono antropogénico y la reserva más importante de carbono activo del planeta. Absorben cerca del 25% del CO2 emitido y almacenan inmensas cantidades de calor y humedad, amortiguando los cambios climáticos pero prolongándolos en el tiempo una vez que se producen; es decir, actúan como la memoria del planeta, con un efecto retardado pero continuo. Como impacto de esta actividad, las aguas de los océanos están aumentando en temperatura y acidez y disminuyendo en concentración de oxígeno. El océano captura y transfiere CO2 desde la atmósfera al océano profundo (donde el carbono puede quedar almacenado durante cientos de años) por medio de dos procesos fundamentales: por diferencias en la presión parcial del CO2 entre la atmósfera y la superficie del mar, en función de la solubilidad del gas en el agua (bomba física o de solubilidad), y por captación de CO2 , debida a la fotosíntesis de los productores primarios (esencialmente el fitoplancton microscópico) y su transformación en materia orgánica y transporte al fondo del océano (bomba biológica). La bomba física contribuye en un 30-40% a los valores de CO2 en el agua, mientras que el resto se debe a la bomba biológica. Sin embargo, el análisis de series recientes (últimos 50 años) parece indicar que el océano está perdiendo eficiencia en la captura de CO2, lo que estaría acelerando su acumulación en la atmósfera. Una de las hipótesis postuladas para explicar esta pérdida de eficiencia es que la productividad marina global está disminuyendo, debido al aumento de estratificación en las aguas oceánicas. Esta hipótesis, no obstante, es controvertida, ya que algunos estudios recientes indican que la producción primaria marina se ha incrementado en las últimas décadas debido al forzamiento atmosférico (inducido por el calentamiento global), que ha favorecido un aumento de procesos de mezcla y afloramiento en las regiones de mayor productividad marina del planeta. En esta charla revisaremos los estudios más recientes sobre el impacto de las fluctuaciones multidecadales en la biomasa de fitoplancton, los cambios en sus grupos funcionales y su repercusión en la producción primaria. Revisaremos también los estudios sobre registros paleoclimáticos del fitoplancton, para analizar variaciones seculares en la productividad marina y poder extender los cambios contemporáneos a proyecciones futuras asociadas al cambio climático.

Simulación de ecuaciones de reacción-difusión mediante autómatas de gas reticular : aplicación a vertidos costeros

Doctorado en Ciencias del Mar

Pulmonary gas exchange at maximal exercise in Danish lowlanders during 8 wk of acclimatization to 4,100 m and in high-altitude Aymara natives

[EN] We aimed to test effects of altitude acclimatization on pulmonary gas exchange at maximal exercise. Six lowlanders were studied at sea level, in acute hypoxia (AH), and after 2 and 8 wk of acclimatization to 4,100 m (2W and 8W) and compared with Aymara high-altitude natives residing at this altitude. As expected, alveolar Po2 was reduced during AH but increased gradually during acclimatization (61 +/- 0.7, 69 +/- 0.9, and 72 +/- 1.4 mmHg in AH, 2W, and 8W, respectively), reaching values significantly higher than in Aymaras (67 +/- 0.6 mmHg). Arterial Po2 (PaO2) also decreased during exercise in AH but increased significantly with acclimatization (51 +/- 1.1, 58 +/- 1.7, and 62 +/- 1.6 mmHg in AH, 2W, and 8W, respectively). PaO2 in lowlanders reached levels that were not different from those in high-altitude natives (66 +/- 1.2 mmHg). Arterial O2 saturation (SaO2) decreased during maximum exercise compared with rest in AH and after 2W and 8W: 73.3 +/- 1.4, 76.9 +/- 1.7, and 79.3 +/- 1.6%, respectively. After 8W, SaO2 in lowlanders was not significantly different from that in Aymaras (82.7 +/- 1%). An improved pulmonary gas exchange with acclimatization was evidenced by a decreased ventilatory equivalent of O2 after 8W: 59 +/- 4, 58 +/- 4, and 52 +/- 4 l x min x l O2(-1), respectively. The ventilatory equivalent of O2 reached levels not different from that of Aymaras (51 +/- 3 l x min x l O2(-1)). However, increases in exercise alveolar Po2 and PaO2 with acclimatization had no net effect on alveolar-arterial Po2 difference in lowlanders (10 +/- 1.3, 11 +/- 1.5, and 10 +/- 2.1 mmHg in AH, 2W, and 8W, respectively), which remained significantly higher than in Aymaras (1 +/- 1.4 mmHg). In conclusion, lowlanders substantially improve pulmonary gas exchange with acclimatization, but even acclimatization for 8 wk is insufficient to achieve levels reached by high-altitude natives.

Pulmonary gas exchange and acid-base state at 5,260 m in high-altitude Bolivians and acclimatized lowlanders

[EN] Pulmonary gas exchange and acid-base state were compared in nine Danish lowlanders (L) acclimatized to 5,260 m for 9 wk and seven native Bolivian residents (N) of La Paz (altitude 3,600-4,100 m) brought acutely to this altitude. We evaluated normalcy of arterial pH and assessed pulmonary gas exchange and acid-base balance at rest and during peak exercise when breathing room air and 55% O2. Despite 9 wk at 5,260 m and considerable renal bicarbonate excretion (arterial plasma HCO3- concentration = 15.1 meq/l), resting arterial pH in L was 7.48 +/- 0.007 (significantly greater than 7.40). On the other hand, arterial pH in N was only 7.43 +/- 0.004 (despite arterial O2 saturation of 77%) after ascent from 3,600-4,100 to 5,260 m in 2 h. Maximal power output was similar in the two groups breathing air, whereas on 55% O2 only L showed a significant increase. During exercise in air, arterial PCO2 was 8 Torr lower in L than in N (P < 0.001), yet PO2 was the same such that, at maximal O2 uptake, alveolar-arterial PO2 difference was lower in N (5.3 +/- 1.3 Torr) than in L (10.5 +/- 0.8 Torr), P = 0.004. Calculated O2 diffusing capacity was 40% higher in N than in L and, if referenced to maximal hyperoxic work, capacity was 73% greater in N. Buffering of lactic acid was greater in N, with 20% less increase in base deficit per millimole per liter rise in lactate. These data show in L persistent alkalosis even after 9 wk at 5,260 m. In N, the data show 1) insignificant reduction in exercise capacity when breathing air at 5,260 m compared with breathing 55% O2; 2) very little ventilatory response to acute hypoxemia (judged by arterial pH and arterial PCO2 responses to hyperoxia); 3) during exercise, greater pulmonary diffusing capacity than in L, allowing maintenance of arterial PO2 despite lower ventilation; and 4) better buffering of lactic acid. These results support and extend similar observations concerning adaptation in lung function in these and other high-altitude native groups previously performed at much lower altitudes.

Determinación de quince compuestos hormonales en aguas depuradas usando extracción en fase sólida combinada con cromatografía líquida de ultra resolución con detección de espectrometría de masas (SPE-UHPLC-MS/MS)

Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, Facultad de Ciencias del Mar, Doctorado en Gestión Costera