p Um modelo de sistema terrestre baseado em rede neural levou a Universidade da Califórnia, Os oceanógrafos de Irvine chegaram a uma conclusão surpreendente:as populações de fitoplâncton crescerão em águas de baixa latitude no final do século XXI. p O resultado inesperado da simulação vai contra a crença de longa data de muitos na comunidade de ciência ambiental de que as futuras mudanças climáticas globais tornarão os oceanos tropicais inóspitos para o fitoplâncton, que são a base da cadeia alimentar aquática. Os pesquisadores da UCI fornecem as evidências de suas descobertas em um artigo publicado hoje em Nature Geoscience .

p Autor sênior Adam Martiny, Professor UCI em oceanografia, explicou que o pensamento predominante sobre a biomassa do fitoplâncton é baseado em um oceano cada vez mais estratificado. O aquecimento dos mares inibe a mistura entre a camada fria mais pesada nas águas profundas e quentes mais leves perto da superfície. Com menos circulação entre os níveis, menos nutrientes chegam aos estratos superiores, onde podem ser acessados ​​pelo plâncton faminto.

p "Todos os modelos climáticos têm esse mecanismo embutido neles, e isso levou a essas previsões bem estabelecidas de que a produtividade do fitoplâncton, biomassa e exportação para o oceano profundo irão diminuir com a mudança climática, "disse ele." Os modelos do sistema terrestre são amplamente baseados em estudos de laboratório do fitoplâncton, mas é claro que os estudos de laboratório do plâncton não são o oceano real. "

p De acordo com Martiny, os cientistas tradicionalmente contabilizam o plâncton medindo a quantidade de clorofila na água. Há consideravelmente menos matéria verde em regiões de baixa latitude que são muito quentes em comparação com regiões mais frias, mais distantes do equador.

p "O problema é que a clorofila não é tudo o que existe em uma célula, e, na verdade, em latitudes baixas, muitos plânctons são caracterizados por terem uma quantidade muito pequena dele; há muita luz do sol, O plâncton só precisa de algumas moléculas de clorofila para obter energia suficiente para crescer, "ele observou." Na realidade, até agora, temos muito poucos dados para realmente demonstrar se há ou não mais ou menos biomassa nas regiões em fase de estratificação. Como resultado, a base empírica para menos biomassa em regiões mais quentes não é tão forte. "

p Essas dúvidas levaram Martiny e seus colegas da UCI a realizar seu próprio censo de fitoplâncton. Analisando amostras de mais de 10, 000 locais em todo o mundo, a equipe criou uma síntese global dos principais grupos de fitoplâncton que crescem em regiões quentes.

p A grande maioria dessas espécies são células muito pequenas conhecidas como picofitoplâncton. Dez vezes menor em diâmetro do que as cepas de plâncton encontradas na costa da Califórnia - e 1, 000 vezes menos volumoso - os picofitoplânctons são, no entanto, grandes em número, constituindo 80 a 90 por cento da biomassa do plâncton na maioria das regiões quentes.

p O grupo construiu mapas globais e comparou a quantidade de biomassa ao longo do gradiente de temperatura, um parâmetro chave, de acordo com Martiny. Realizar uma análise de aprendizado de máquina para determinar a diferença agora em relação ao ano de 2100, eles encontraram uma grande surpresa:"Em muitas regiões, haveria um aumento de 10 a 20 por cento da biomassa do plâncton, ao invés de um declínio, "Martiny disse.

p "O aprendizado de máquina não é influenciado pela mente humana, "disse ele." Acabamos de dar ao modelo toneladas e toneladas de dados, mas eles podem nos ajudar a desafiar os paradigmas existentes. "

p Uma das teorias que a equipe explorou para explicar o crescimento, com a ajuda do co-autor François Primeau, Professor UCI de ciência do sistema terrestre, teve a ver com o que acontece com o fitoplâncton no final de seu ciclo de vida.

p "Quando o plâncton morre - especialmente essas espécies pequenas - eles ficam sentados por mais um tempo, e talvez em alta temperatura outro plâncton possa degradá-los mais facilmente e reciclar os nutrientes de volta para construir nova biomassa, "Martiny disse.

p Tais características do ecossistema não são facilmente levadas em consideração pelos tradicionais, modelos mecanicistas do sistema terrestre, de acordo com Martiny, mas eles faziam parte do conjunto de dados geograficamente diverso que a equipe usou para treinar seu modelo de nicho quantitativo derivado da rede neural.

p Martiny disse que este estudo como uma continuação da pesquisa publicada no verão passado é mais uma evidência quanto à diversidade e resiliência do fitoplâncton.

p "Obviamente poderíamos deixar a mudança climática sair do controle e entrar em um território completamente desconhecido, e então todas as apostas estão canceladas, "ele disse." Mas pelo menos por um tempo, Acho que as capacidades adaptativas nessas diversas comunidades de plâncton irão ajudá-las a manter uma alta biomassa, apesar dessas mudanças ambientais. "

p Juntando-se a Martiny e Primeau estavam os colegas autores Pedro Flombaum, ex-pesquisador de pós-doutorado da UCI e posteriormente pesquisador visitante em ciência do sistema terrestre (atualmente professor da Universidade de Buenos Aires, Argentina), e Weilei Wang, UCI pós-doutorado em ciência do sistema terrestre. O estudo recebeu apoio do programa Ten Big Ideas da National Science Foundation e do Departamento de Energia do Departamento de Pesquisa Biológica e Ambiental dos EUA.