Campanya POSEIDÓN

27 febrer - 1 abril 2019

Exploradors del mar

Aquest apartat está dirigit a Instituts de secundària. Cada setmana proposarem un tema científic i presentarem un personatge históric. A més, estarem en contacte amb els alumnes per respondre a totes les seves preguntes!

Converses des de l’Atlàntic

Hola Exploradors del Mar! Sóc la Vanessa Balagué, participant en la campanya Poseidón des de l’Institut de Ciències del Mar, i seré l’encarregada de respondre les vostres curiositats, dubtes o comentaris que vulgueu adreçar a l’equip científic.

El meu camp d’estudi són els microorganismes marins, així que és molt possible que no ho sàpiga respondre tot, però això no em preocupa, ja que una de les grans riqueses d’una campanya oceanogràfica és la col·laboració amb científics d’altres centres de recerca i d’altres disciplines.

En aquesta mena d’edifici d’apartaments flotant fem ciència però també convivim les 24 hores del dia. No tenim escapatòria, més val tenir bon rotllo amb els veïns. Així que aprofitem les estones d’oci per parlar, per jugar a jocs de taula, per fer alguna festeta… També compartim, per exemple, petits trucs o invents per agafar les mostres d’una forma més ràpida o eficient. De les campanyes un sempre torna amb la motxilla plena.

Aprofito per dir-vos que a més de fer-nos preguntes també ens podeu explicar el que vulgueu. Així us anirem coneixent millor, potser algú de vosaltres esdevé científic o científica i estudia el mar i ens trobem en un futur compartint campanya oceanogràfica 😉

 

4a ronda de preguntes

Institut Vil·la Romana de La Garriga

Hola de nou!
Torno a ser l’Arlet, representant de segon d’ESO, ens hem llegit l’article dels microorganismes, és curiós pensar que d’alguna manera provenim d’aquests organismes. Tot seguit us deixem algunes preguntes que ens ronden pel cap.

Esperem amb candeletes les vostres respostes!

 

Hola Arlet i alumnes del Vil·la Romana, això ja s’acaba! Ha sigut un veritable plaer conversar amb vosaltres mentre hem navegat i hem fet ciència per l’Atlàntic. Ens han agradat molt les vostres preguntes. No us perdeu l’últim post del blog on us dedicarem unes paraules. A més, quan tornem a l’ICM ens posarem en contacte amb vosaltres per fer-vos arribar unes sorpreses que us hem preparat.

 

  • Perquè els microorganismes han necessitat 4.000 Ma per evolucionar?

L’evolució és un procés molt lent però que no s’atura, els microorganismes segueixen evolucionant. Les teories de com s’ha produït aquesta evolució en els organismes vius ja heu vist que poden ser diverses. Amb els avenços tecnològics i científics, sobretot a partir dels treballs amb el contingut genètic d’aquests organismes, ara som més capaços d’adreçar-les.

Les formes de vida primitives es van anar fent més complexes, i del mar van conquerir els continents. Algunes espècies van desapareixent i altres de noves es van creant al llarg del temps. Els canvis a nivell funcional, estructural, metabòlic i fisiològic són enormes, només cal que visualitzeu un microorganisme al microscopi i el compareu amb vosaltres… No es fa difícil imaginar que aquest grau de complexitat hagi necessitat anys i anys per portar-se a terme.

 

  • Quan apareixen els organismes pluricel·lulars?

Sembla que l’origen dels organismes pluricel·lulars el trobem en els organismes unicel·lulars agrupats en colònies. Gradualment en aquestes colònies es produiria la divisió i especialització del treball, així per exemple les cèl·lules de la perifèria assumirien funcions diferents de les de l’interior, tot donant lloc als primers organismes pluricel·lulars, fa aproximadament 1.000 Ma.

Avui dia encara és objecte de debat i de recerca quins són els organismes actuals que més s’assemblen als primers organismes pluricel·lulars. L’equip de l’Iñaki Ruíz-Trillo de l’Institut de Biologia Evolutiva, companys nostres al CMIMA (edifici on es troba l’ICM), és un dels grups punters en aquest camp i investiga com els animals pluricel·lulars emergeixen del nostre ancestre comú unicel·lular. Podeu trobar més informació a la seva web: multicellgenome.com .

 

  • Els primers microorganismes, com es van reproduir, i per tant expandir?

Hi ha aspectes de la ciència que són molt difícils de provar, sobretot els que van succeir a l’origen de la Terra. Ara sabem que els bacteris es reprodueixen fonamentalment per bipartició, donant lloc a dos cèl·lules filles genèticament idèntiques a l’original, i assumim que va ser així també al principi. Depenent de l’espècie i l’hàbitat es multipliquen més o menys ràpidament, però en general sol ser un procés ràpid (el model bacterià més conegut, Escherichia coli, es pot dividir cada 20 minuts, per exemple). A més, la taxa de mutació de l’ADN bacterià també és elevada, de manera que es produeixen soques noves capaces d’adaptar-se a diferents condicions ambientals. D’aquesta manera des d’un inici van poder expandir-se ràpidament als diferents hàbitats.

 

  • Com s’ha descobert aquesta teoria? Qui i quan la va descobrir?

En realitat no hi ha una única teoria que expliqui l’aparició de la vida. La més acceptada fins al moment la va formular el bioquímic rus Aleksandr Ivanovich Oparin l’any 1924, publicant L’origen de la vida a la Terra. Aquesta teoria, com ja vam explicar, postula que la reacció de molècules químiques basades en àtoms de carboni acabaria donant lloc, en el mar, a les primeres formes de vida. Els primers microbis anirien evolucionant fins a les diferents espècies que habitem avui dia el planeta. Les evidències que recolzen aquesta teoria es basen en l’existència de diferents isòtops estables de carboni (12C i 13C, àtoms de carboni amb diferent massa atòmica) i la preferència dels sistemes biològics per incorporar 12CO2 durant la fotosíntesi, enriquint les roques carbonatades amb l’altre isòtop. Analitzant la proporció d’aquests isòtops en les roques més antigues dóna una idea de quan van aparèixer les primeres formes de vida.

Però com us hem dit, hi ha altres teories, per exemple la que creu que la vida té origen extraterrestre. Aquesta teoria postula que les primeres formes de vida haurien arribat també en forma microbiana a través de cometes o asteroides que haurien impactat sobre la Terra fa milions d’anys.

Com en la pregunta anterior, hi ha coses que no podem provar, el que podem fer els científics és hipotetitzar el que va passar i buscar evidències científiques que sostinguin aquestes teories.

 

  • Fins quan creieu que poden evolucionar els microorganismes?

La vida està en constant evolució. Els microorganismes seguiran evolucionant mentre hi hagi les condicions necessàries per a la vida a la Terra, que són nutrients, aigua i una font d’energia, que no necessàriament té perquè ser la llum solar.

 

  • Què durarà més els organismes microscòpic o els macroscòpics, i per què?

Tot i que els organismes macroscòpics són més complexos en les seves estructures i funcions, les estratègies de vida microscòpiques i la seva capacitat de reproducció i adaptació als diferents hàbitats, ens fan pensar que seran sense dubte les últimes formes de vida a la Terra.

 

  • Podria haver una 2a explosió semblant al Big Bang, en tot l’univers, que ens pugui afectar a nosaltres, o poguem detectar?

Els astrònoms han postulat diferents formes de com acabarà l’Univers. Si  aquest és infinit, hauria de continuar en expansió per sempre. Per altra banda, si és finit, es teoritza que acabarà col·lapsant quan tota la matèria i energia es comprimeixen a l’estat d’alta energia i alta densitat des del qual va començar. Aquest escenari s’ha anomenat Big Crunch. Alguns científics han suggerit que el Big Crunch produirà un nou Big Bang, i el procés d’un univers en expansió començarà de nou, però de ben segur nosaltres no ho arribarem a veure…

 

Les dones i l’oceanografia

Bon dia de nou, tornem a enviar-vos un mail perquè tenim alguns dubtes que esperem que ens pogueu respondre, moltes gràcies. Alumnes de segon d’ESO.

  • Creieu que actualment està més ben valorada la feina de la dona en aquest entorn?

La nostra percepció és que aquesta situació d’igualtat entre homes i dones en el món de la ciència s’està normalitzant en els últims anys, però encara tardarem a veure els efectes perquè venim d’una societat on, fins no fa gaire, molt poques dones tenien accés a la universitat, de manera que els càrrecs més alts en els àmbits universitaris i de recerca continuen ocupant-los els homes. Caldrà veure si quan aquesta generació es jubili aquesta situació s’acaba normalitzant de veritat.

També hi ha estadístiques que evidencien que en començar els estudis universitaris, la majoria d’estudiants en biociències són dones. Però el que es veu és que al llarg de la carrera investigadora es va invertint la ràtio i trobem que en els llocs de treball de més responsabilitat en l’àmbit acadèmic hi ha més homes que dones.

 

  • Si actualment hi ha més igualtat entre homes i dones per què està disminuint el nombre de dones en aquesta vocació?

De fet no està disminuint, cada cop som més, com s’observa en aquesta campanya i en altres campanyes on hem participat, on la majoria som dones. El que sí que passa és que potser no hi ha encara prou reconeixement cap a les dones oceanògrafes, ja que sovint els grans noms associats a l’oceanografia continuen sent masculins.

Per a aquestes preguntes també hem contactat amb la Comissió d’Igualtat de l’ICM, que va començar l’any passat precisament per a visibilitzar a la dona en la ciència. Aquesta és la seva resposta:

En l’ICM som moltes dones treballant i investigant els oceans. És cert que encara es noten diferències entre l’home i la dona, però en els últims anys s’està treballant molt per la igualtat. Ens alegra que us feu aquestes preguntes, perquè això significa que pareu esment a aquest tema tan important. Esperem que les desigualtats actuals desapareguin en el futur!

Si voleu conèixer a moltes de les nostres companyes, aquí veureu els seus missatges per al Dia de la Dona i la Neba en la Ciència: Dones i ciència

Institut Lluís Domènech i Montaner

Hola POSEIDÓN!

Hem aprofitat el que ens expliqueu sobre l’origen de l’atmosfera per explicar-ho a classe. Us enviem una nova pregunta:

  • Creieu que els microorganismes que trobareu al mar us ajudaran a respondre les preguntes “D’on venim?” i “Cap a on anem”?

Esperem les vostres notícies,
Bona campanya!!!

Noies i nois del Domènech i Montaner, això ja s’acaba! Ha sigut un veritable plaer conversar amb vosaltres des de les diferents latituds de l’Atlàntic. Ens han agradat molt les vostres preguntes però també tot el que ens heu anat explicant del que heu fet a classe en relació a la campanya. No us perdeu l’últim post del blog on us dedicarem unes paraules. A més, quan tornem a l’ICM ens posarem en contacte amb vosaltres per fer-vos arribar unes sorpreses que us hem preparat.

I per acabar, ens feu una pregunta/reflexió molt maca! Òbviament les qüestions transcendents no poden ser respostes d’una forma gaire objectiva, i inciten al debat. Us contestarem des del punta de vista de la microbiologia, i ho deixem obert perquè pugueu seguir-ho investigant i discutint a classe.

Gràcies a les noves tècniques de genètica molecular centrades tant en l’ADN com l’ARN (podeu trobar més informació al post de la Isabel Ferrera sobre tècniques ÒMIQUES), esperem poder aprofundir i entendre aquestes preguntes tan bàsiques. Amb els marcadors de l’ADN podem saber quins microorganismes hi ha presents, mentre que amb els marcadors de l’ARN podem saber quines funcions poden estar fent aquests microorganismes dintre de l’ecosistema, el seu paper en els cicles biogeoquímics, el seu metabolisme, etc.

D’aquesta manera, sabent qui són i tenint la seqüència dels gens marcadors que s’utilitzen per construir arbres filogenètics (com l’arbre de la vida que us vam mostrar) podem fer estudis d’evolució, i aprofundir en la qüestió “d’on venim”.

I cap a on anem? Amb els gens marcadors funcionals podem fer recerca en camps molt amplis com la salut, la nutrició, els productes de cosmètica, altres aplicacions industrials o qüestions mediambientals i de canvi global. El  mar alberga una gran diversitat d’espècies convertint-lo en una font de molècules químiques i processos biotecnològics. A més, com hem anat veient, a vegades és un hàbitat hostil, on durant més de 3.500 milions d’anys d’evolució els organismes han tingut temps per desenvolupar estructures químiques i rutes metabòliques úniques, així com mecanismes de defensa i sensorials sofisticats per adaptar-se a condicions extremes. Així doncs, un camp d’aplicació que té molt interès actualment és el de la biotecnologia marina. Ja hi ha estudis on s’han trobat bacteris capaços de degradar combustibles fòssils, o plàstics. També s’està estudiant la capacitat de les microalgues per produir eficientment biocombustible (bioetanol o biodièsel), o bacteris amb fotoreceptors capaços de generar hidrogen, un dels combustibles del futur. Potser trobem en els nostres microorganismes gens rellevants que ens ajudin a fer front als grans reptes actuals i de futur.

Institut Icària

Hola, us enviem les preguntes del bloc “parents llunyans” + “Lynn Margulys”

Hola alumnes de l’Icària, això ja s’acaba! Ha sigut un veritable plaer conversar amb vosaltres mentre fèiem ciència per l’Atlàntic. Hem observat que heu fet preguntes des de diferents classes de 2n, no oblideu compartir les respostes amb els vostres companys d’altres classes, ja que entre tots heu abordat temes molt diversos i interessants. No us perdeu l’últim post del blog on us dedicarem unes paraules. A més, quan tornem a l’ICM ens posarem en contacte amb vosaltres per fer-vos arribar unes sorpreses que us hem preparat.

 

  •  Com saben que la Terra es va originar fa 4600 milions d’anys?

Per datar l’origen de la Terra es fan servir mètodes de datació radiomètrica sobre roques, minerals i restes orgàniques. Aquests mètodes es basen a mesurar els isòtops (àtoms d’un mateix element amb diferent massa atòmica: per exemple, el 12C és un isòtop estable del carboni mentre que el 14C és radioactiu) que existien en el moment que es va formar la Terra. Els isòtops radioactius no són estables i es transformen en altres elements emetent partícules que es poden mesurar.

Analitzant les proporcions entre un isòtop estable i el radioactiu es pot arribar a saber l’antiguitat de diferents mostres. Utilitzant aquests mètodes sobre meteorits (es van formar durant el naixement del sistema solar) els científics han arribat a estimar que el sistema solar té 4600 milions d’anys, ja que és l’edat estimada del meteorit més antic que s’ha trobat (meteorit del “Canyon Diablo”).

Per completar aquesta resposta podeu mirar la resposta a les preguntes 4-5 dels vostres companys del Vil·la Romana.

 

  • Com es va arribar a la teoria de que hi va haver només un únic continent (Pangea) ?

L’escorça terrestre està dividida en plaques que són com peces d’un puzzle gegant. Al segle XIX i principis del segle XX, diversos científics van suggerir que les masses continentals tenien la capacitat de moure’s a la superfície de la Terra. Segons aquesta teoria, fa uns 300 milions d’anys, el moviment de les plaques tectòniques hauria unit tots els continents en un de sol, Pangea, que posteriorment es va anar fracturant donant lloc a la situació actual, on els continents continuen separant-se. Aquestes primeres teories de la deriva continental es basaven en les següents evidències:

– Les localitzacions de fòssils suggereixen que algunes de les masses continentals poden haver estat connectades en el passat geològic.

– Les proves paleoclimàtiques indiquen que les regions tropicals en alguns continents tenien climes polars en el passat. Això pot indicar que aquestes regions estaven situades a diferents latituds.

– Alguns continents semblen encaixar com un trencaclosques.

– Alguns dipòsits geològics de roques a la costa est d’Amèrica del Nord i del Sud són similars als dipòsits que es troben a la costa oest d’Àfrica i Europa.

 

  •  Podríem viure en un món sense microbis?

Segurament a la Terra hi hauria vida però seria diferent de tal com la coneixem avui dia, per exemple segurament nosaltres no existiríem perquè necessitem oxigen per respirar, gran part del qual està produït pels cianobacteris marins.

Al llarg d’aquestes setmanes aquest tema s’ha abordat des de diferents perspectives, podeu revisar les respostes on parlem de la capacitat d’adaptació dels microorganismes a ambients extrems, de manera que també pensem que de la mateixa manera que la primera forma de vida va ser microbiana, també ho seran les últimes formes de vida que habitaran la Terra mentre hi hagi les condicions mínimes necessàries per a la vida, que són nutrients, aigua i una font d’energia, que no necessàriament té perquè ser la llum solar.

 

  • Com es pot refredar un planeta que s’acaba de crear?

Aquesta pregunta segurament l’hauríem d’adreçar a algun especialista en astronomia. Pel que hem pogut llegir nosaltres, els cossos planetaris tendeixen a refredar-se, uns més de pressa que d’altres, perdent la calor interior alhora que les activitats, com els fenòmens de vulcanisme molt presents als orígens de la Terra, van disminuint. La veritat és que és una molt bona pregunta, però a vegades hi ha coses que no podem provar, sobretot les que van succeir a l’origen de la Terra. El que podem fer els científics és hipotetitzar el que va passar i buscar evidències científiques que donin suport a aquestes teories. Quan tornem a l’ICM intentarem trobar algun especialista en la matèria per poder-vos donar una resposta adequada.

3a ronda de preguntes

Institut Lluís Domènech i Montaner

Hola POSEIDÓN!

Ens ha agradat molt la vostra explicació del diari. Us voliem fer algunes preguntes relacionades amb els vostres estudis.

Hola noies i nois! La veritat és que sou uns grans exploradors marins i esteu fent un seguiment de la campanya molt intens i molt maco. Els científics que estem aquí estem aprenent molt també amb les vostres preguntes i observacions.

Observeu els microorganismes que treieu del mar o els guardeu tots per a mirar-los al laboratori de l’ICM? Quins espereu trobar? o Quin heu trobat ja i quin és el que més us ha cridat més l’atenció? perquè? quines són les seves principals característiques?
Nosaltres hem observat aigua de la bassa de l’institut i hi vam trobar paramecis, moltes algues…

Molt bona observació. Els paramecis són protists cil·liats típics d’aigua dolça estancada, així que és molt normal que els trobeu a la bassa de l’institut. Si un dia aneu a la platja, no us oblideu d’agafar una mostra i podreu comparar els microorganismes dels dos hàbitats aquàtics: l’aigua dolça i l’aigua de mar.

En aquesta campanya som un equip petit, només som 4 persones per agafar moltes mostres, i no tenim temps de mirar-les al microscopi del vaixell. El que fem és fixar la mostra amb un reactiu que preservi les característiques dels microorganismes i després recollim la mostra en un filtre, al qual li afegirem un colorant per tenyir l’ADN de les cèl·lules i posteriorment congelem aquests filtres a -80ºC. Tot aquest treball de comptatge i identificació microscòpica el farem a l’Institut de Ciències del Mar quan tornem. Com que estem estudiant la capa fòtica de l’oceà, esperem trobar molts organismes fotosintètics, tant eucariotes com procariotes (els cianobacteris), però també esperem trobar organismes amb altres estratègies de vida molt interessants. Els vostres companys de l’Institut Icària ens van fer unes preguntes similars (preguntes 2 i 6 de la segona ronda i la 4 de la primera ronda), podeu llegir-ne la resposta i saber més dels microorganismes que estem buscant.

També ens interessa molt el tema de la acumulació de residus al mar. Heu trobat microplàstics a les mostres que heu recollit?

Malauradament cada cop els residus són més presents en l’ambient marí, afectant no solament la vida marina, sinó també la nostra. Al nostre grup no som especialistes en microplàstics però, com a científics que estudiem el mar i l’estimem, és un tema que ens preocupa molt.

Cada cop són més freqüents les fotos on veiem peixos, mamífers, tortugues o aus amb plàstics enredats al seu cos, que els hi produeixen ferides, deformitats o l’amputació d’una aleta o una ala, o fins i tot la mort per asfíxia. També és conegut que molts dels animals marins ingereixen plàstic confonent-lo amb menjar. Els equilibris naturals entre els diferents nivells de la xarxa tròfica es veuen afectats, i per exemple poden ser una de les causes de la proliferació de les meduses, ja que les tortugues, un dels seus predadors naturals, les confonen amb bosses de plàstic. Un peix que té el seu estómac ple de plàstic pot acabar a la nostra taula, així que no és un problema només ambiental o exclusivament marí. La nostra salut també es veu afectada. Fa 4 anys, en una campanya Antàrtica, la zona més verge i aïllada del planeta, vam poder observar restes de plàstics a les platges de l’Illa Decepció.

Durant la nostra campanya, a la zona de mar obert, no hem vist gairebé plàstics, però això no vol dir que no n’hi hagi. La radiació solar va fent que el plàstic es trenqui cada cop en trossos més petits, de manera que a mar obert aquests fragments poden mesurar mil·límetres i aquesta és la raó per la qual no els veiem. Com a molt els podem observar un dia que el mar estigui en calma total, com una “bassa d’oli”. A les campanyes del Mediterrani sí que n’hem vist. A aquests plàstics s’hi adhereixen tots aquells contaminants hidrofòbics (no tenen afinitat per l’aigua) que hi hagi a l’aigua de mar, i el resultat és encara més perillós. Novament aus i peixos els ingereixen i aquest plàstic enverinat s’anirà traslladant als estadis superiors de la xarxa tròfica.

Els corrents marins acumulen els plàstics en els girs oceànics, on els corrents es mouen de forma circular. En aquestes zones de l’oceà s’han identificat “illes de plàstic” flotants, que no vol dir que estiguin plenes de residus, ja que la majoria són microplàstics. A la campanya de circumnavegació Malaspina, on van participar diferents centres de recerca de l’estat, entre ells l’ICM, i que va tenir lloc l’any 2010 a bord del Sarmiento de Gamboa i l’Hespérides, van verificar que la concentració de plàstic era molt més gran en aquestes zones dels oceans. A l’Atlàntic, per la zona on passem, enganxem part dels corrents dels girs de l’Atlàntic Sud i Nord, així que és d’esperar que, encara que no els veiem, hi hagi microplàstics.

Alguns microbiòlegs han vist en els seus estudis que aquests microplàstics són colonitzats per comunitats de bacteris i microalgues. Això és greu per exemple en el cas d’espècies nocives o tòxiques, ja que s’acumulen i es poden dispersar fàcilment. Però la microbiologia també ens fa tenir una porta oberta a l’esperança. Potser en un futur podem identificar bacteris capaços de degradar el plàstic i ens ajuden en la nostra lluita contra els plàstics al mar, però de moment l’opció més efectiva és conscienciar a la població per no tirar residus al mar i disminuir la producció i utilització del plàstic.

I sobre la navegació, quin tipus de corrents esteu trobant allà, fredes o calentes??

Si us llegiu el post sobre els sargassos d’aquesta semana, veureu que a vegades els corrents superficials són fàcils d’observar amb la propia vida marina que transporten.

Com que sabem que us agrada explorar, us donem pistes perquè pugueu contestar vosaltres mateixos la vostra pregunta.  Us adjuntem el mapa amb el recorregut de la nostra campanya, un mapa amb la temperatura superficial (capa fòtica) de les primeres estacions (fins a gairebé l’Equador) que ens ha fet l’Eugenio Fraile i un mapa d’internet on apareixen els principals corrents superficials. Podeu superposar els dos mapes (agafant les latituds com a referència) i amb el mapa dels corrents esbrinar quins estem travessant durant el nostre trajecte i, segons el seu color (vermell-calent o blau-fred), anar comprovant si es corresponen amb la temperatura superficial de l’aigua que ens hem anat trobant.  Quan acabem us podem enviar el mapa complet de temperatures i així podeu fer aquest exercici  per la campanya completa.

Mapa estacions i mapa temperatures (Projecte POSEIDON).

Mapa de corrents i principals girs oceànics.

La proposta de fer art inspirat en la natura també és molt interessant!!!

Esperem que us animeu i ens feu arribar les vostres obres d’art inspirades en el plàncton marí!

Institut Vil·la Romana de La Garriga

Sóc l’Arlet representat de 2n, som un curs d’uns 90 alumnes i tots estem força interessats en aquest projecte. Treien el nostre costat curiós  han sorgit molts dubtes i ganes d’esbrinar coses noves, us traspasso algunes d’elles.

Hola Arlet i alumnes de 2n d’ESO!
Estem molt contents que ens seguiu a través del blog i que ens feu preguntes. Segur que aprenem tots plegats amb l’experiència.

  • Ens agradaria veure algunes espècies marines que us hagueu anat trobant. També ens agradaria veure fotos del dia a dia.

A més de llegir l’apartat “exploradors del mar” dedicat als Instituts, podeu seguir el “ciència i vida a bord”, allà pengem moltes fotos del que anem trobant i del nostre dia a dia al vaixell i podreu llegir i veure de primera mà com són els laboratoris, els paisatges… i algunes espècies que ens hem trobat pel camí.

Per veure coses al mar s’ha de tenir molta paciència, sortir molt a coberta i també tenir un cop de sort. A vegades has d’escollir entre viure el moment o estar pendent de fer una foto, a risc de perdre-t’ho…

El que estem veient més són aus marines, sobretot albatros i algun petrell, les dues són aus migratòries que podem trobar molt lluny de la costa. A la sortida, a la zona de l’Estret de Magallanes també es van veure balenes i pingüins i més endavant un grup de dofins de Commerson, de color blanc i negre, típics d’aquesta zona. L’altre dia, de nit, amb el vaixell parat vam veure una bona batalla entre calamars i peixos voladors. Un va volar escapant dels calamars fins a coberta i el vam poder observar. Un altre dia va estar rondant-nos un tauró petit mentre estàvem parats recollint mostres. Uns companys van veure una Caravel·la portuguesa. També vam poder observar  els sargassos, unes algues flotants típiques de les zones tropicals, i tota la vida que porten associada: petits crustacis, microgalgues, briozous. Però sens dubte, tot i que són invisibles per nosaltres, el que més estem trobant són microorganismes marins, penseu que en una culleradeta de cafè poden haver-hi fins a 1.000.000 de bacteris marins i uns 10.000 protists!

Tauró, sargassos i peix volador.

 

  • Diferències entre el mar d’aquí i allà, ja sigui respecte les espècies animals, els microorganismes o el medi en general.

Per començar el medi físic és diferent. El Mar Mediterrani és un mar tancat on hi ha molta evaporació i per tant és en general més salat que l’Atlàntic. Les masses d’aigua que podem trobar a l’Atlàntic o al Mediterrani també són molt diferents, tant pel que fa al seu origen, com a les seves característiques. Tota aquesta informació la podeu anar trobant també al diari. Les espècies marines que us hem comentat a la pregunta anterior no són típiques del mar Mediterrani, així que difícilment les podem observar a casa nostra. I respecte als microorganismes, tenim moltes espècies cosmopolites, que podem trobar a qualsevol racó de l’oceà, però per contra, també n’hi ha que només habiten les aigües fredes, o calentes, o les aigües més superficials, o les més profundes, o les riques en nutrients o les pobres… Quan analitzem les nostres mostres podrem fer comparacions amb les mostres que tenim del Mediterrani, però si voleu saber més quins microorganismes esperem trobar durant la campanya, podeu llegir la segona ronda de preguntes de l’Institut Icària, on ho expliquem més detalladament.

 

  • I saber més respecte la netedat del mar i en quin estat es troba respecte aquí.

En aquesta campanya no estem estudiant la qualitat de l’aigua, però el que és d’esperar és que un mar com el Mediterrani, tancat i amb poca renovació i amb moltes ciutats costaneres que aboquen els seus residus, estigui més contaminat que la zona de mar obert per on estem navegant. Pel que fa al tema dels plàstics, us podem comentar que gairebé no n’hem vist, però això no vol dir que no n’hi hagi. La radiació solar va fent que el plàstic es trenqui cada cop en trossos més petits, de manera que a mar obert aquests fragments poden mesurar mil·límetres (microplàstics) i aquesta és la raó per la qual no els veiem. Com a molt els podem detectar un dia que el mar estigui en calma total, com una “bassa d’oli”. A les campanyes del Mediterrani sí que els hem pogut arribar a observar. A aquests plàstics s’hi adhereixen tots aquells contaminants hidrofòbics (no tenen afinitat per l’aigua) que hi hagi a l’aigua de mar, i el resultat és encara més perillós. Aus i peixos els ingereixen i aquest plàstic enverinat s’anirà distribuint als estadis superiors de la xarxa tròfica. Els corrents marins acumulen els plàstics en els girs oceànics, on els corrents es mouen de forma circular. En aquestes zones de l’oceà s’han identificat “illes de plàstic” flotants, que no vol dir que estiguin plenes de residus, ja que la majoria són microplàstics. A la campanya de circumnavegació Malaspina, on van participar diferents centres de recerca de l’estat, entre ells l’ICM, i que va tenir lloc l’any 2010 a bord del Sarmiento de Gamboa i l’Hespérides, van verificar que la concentració de plàstic era molt més gran en aquestes zones dels oceans.

Esperem notícies vostres i moltes fotografies,
Salutacions

Arlet

Salutacions i estem en contacte a través del blog! Esperem que us agradin els nostres posts i les nostres fotos.

2a ronda de preguntes

Institut Lluís Domènech i Montaner

Hola POSEIDÓN!

Moltes gràcies per respondre la nostra pregunta sobre la planificació de la recollida de mostres. Ha sigut molt aclaridor i potser ens servirà en alguna de les nostres petites recerques.

Hola Institut Domènech i Montaner! En n’alegrem molt, hem vist que sou uns grans exploradors i teniu un gran futur com a oceanògrafes!

Com l’altra vegada ha sigut molt interessant llegir el que ens expliqueu sobre el mar. Estem congelant aigua salada i dolça com ens heu suggerit.

Ens ha interessat molt el que ens expliqueu del carboni, del CO2 i de com els organismes l’utilitzen per fer les seves closques. Precisament, per celebrar l’any internacional dels esculls de corall, en la setmana de la ciència, vam fer un experiment per a comprovar que les closques es dissolen en medis àcids i per a reflexionar sobre el perill de l’acidificació de l’aigua del mar. I ens ha sorprès això de que el carboni retingut a les closques d’organismes com musclos o petxines  és bo per evitar el canvi climàtic. Així que tenim un dilema que potser vosaltres ens podeu resoldre: la dissolució d’aquests organismes farà que s’acumuli més CO2 a l’atmosfera i acceleri el canvi climàtic?

La pregunta és molt bona però la resposta és més complexa del que pot semblar i per entendre-ho ens hem de fixar en les reaccions químiques que tenen lloc… Com que a bord no hi ha cap especialista en el tema hem contactat a l’Eva Calvo i al Carles Pelejero, companys nostres del grup de Biogeoquímica Marina a l’ICM. A continuació us copiem la seva resposta:

Quan en el blog diem “En l’aigua de mar el CO2 es dissol i pot ser utilitzat pels éssers vius aquàtics” ens referim, sobretot, als organismes fotosintètics que poden fixar el carboni del CO2 a través de la fotosíntesi per a fer matèria orgànica, amb la qual cosa s’elimina efectivament CO2. Quan els coralls o bivalves fan el seu esquelet/closca de carbonat càlcic, però, ho fan amb els ions bicarbonat (HCO3-) o ions carbonat (CO32-) que hi ha a l’aigua de mar

i, curiosament, en aquesta formació es desprèn CO2! Mireu, per exemple, la formació de carbonat càlcic a través de dos molècules d’ió bicarbonat:

Ca2+ + 2 HCO3- = CaCO3 + H2O + CO2

 

Per tant, si bé quan es forma CaCO3 també es fixa carboni, com que en la seva formació es desprèn CO2, l’eliminació d’aquest gas amb efecte d’hivernacle no és gaire efectiva.

Quan es dissol el carbonat càlcic, en canvi, estem introduint ions carbonat al medi, que podran neutralitzar protons (H+), i fer pujar el pH.

De fet, una de les propostes per a mitigar, de manera local, per exemple en esculls de corall, la progressiva acidificació, és precisament l’addició de grans quantitats de carbonat càlcic polvoritzat, per mirar de contrarestar-la. Per tant, que es dissolguin els organismes amb esquelets/closques de carbonat càlcic és un problema per aquests organismes i els ecosistemes que sustenten, però això no farà que s’acumuli més CO2 a l’atmosfera i acceleri el canvi climàtic, sinó el contrari. Esperem haver aclarit el dubte, és un tema que acostuma a confondre!

 

Una altra cosa sorprenent que hem descobert és que només coneixem la Josefina Castellví, de totes les dones relacionades amb l’estudi del mar.

Ens agrada també molt que ens feu aquesta reflexió. L’escrit sobre les dones oceanògrafes volia fer reflexionar una mica sobre aquest tema. Hi ha estudis que evidencien que la manca de figures femenines que esdevinguin models a seguir en segons quins camps del coneixement, com per exemple l’oceanografia, produeixen un gran biaix a l’hora de triar certs estudis o professions per part de les estudiants. Ens agradaria que això canviés i està en les nostres mans. Ara que teniu més informació sobre el tema, no dubteu en compartir-la entre les vostres companyes!

Institut Icària

Hola Institut Icària! Ens segueixen encantant les vostres preguntes. Veiem que us hem despertat la curiositat sobre els microorganismes i això ens entusiasma perquè sovint estan estigmatitzats, es veuen com a enemics de la salut, o com si per ser tan petits, no fossin importants. Aquí van les respostes, que hem contestat entre la Isabel Ferrera i jo mateixa. Esperem que us aclareixin els vostres dubtes i seguiu generant preguntes tant o més interessants!

 1.- Per què el plàncton no es mor quan surt de l’aigua?

Quan mostregem organismes del plàncton microbià ho fem mostrejant directament l’aigua del mar, de manera que com que segueix en el seu medi no mor. A vegades ens mirem les mostres fresques al microscopi i es pot observar el plàncton moure’s, ja que la preparació pel microscopi també conté aigua. A vegades fixem la mostra amb un reactiu químic, per exemple formol, també utilitzat en medicina per preservar els cossos donats a la ciència. L’organisme en aquest cas ja no està viu però preserva les seves estructures de manera que podem observar-los bé (estan quiets i conserven les seves característiques morfològiques). De vegades també els cultivem. Alguns són capaços de créixer en medi líquid o sòlid. Podem sembrar unes gotes d’aigua de mar en una placa amb agar i nutrients que reprodueixin els nutrients que hi ha al mar, i malgrat no ser un medi líquid, hi creixeran algunes espècies de bacteris marins que després podem seguir estudiant al laboratori.

 

2.- Quantes mostre agafeu al dia? Quin és el microorganisme més gran, més petit i més estrany que heu trobat?

Ara mateix estem agafant un total d’unes 10 mostres al dia, menys quan programem algun experiment, llavors tot es multiplica. Fem una estació i agafem unes 10 fondàries dintre de la capa fòtica de l’oceà (des de la superfície fins als 200 metres aproximadament), ja que és on es produeix tota la fotosíntesi en el mar, la meitat de la qual es fa al planeta, recordeu?

Dintre de cada estació i fondària agafem diferents tipus de mostres: per contar els microorganismes, per saber com creixen, per estudiar a través del seu contingut genètic qui són i què fan, per esbrinar quins pigments tenen, etc. Tenim previst escriure un post al bloc del diari a bord on us ho explicarem més detalladament.

Filtres amb tamany de porus entre 0,2 µm i 20 µm on recollim els microorganismes del plàncton

Les mostres encara no les hem analitzat, ho farem quan arribem a Barcelona. Segons dades de campanyes anteriors esperaríem trobar entre els més grans Trichodesmium, que és un cianobacteri abundant a les zones tropicals de tots els oceans. Individualment són petits però les seves cèl·lules s’agrupen formant filaments molt grans que de fet són visibles a ull nu. Entre els més petits esperaríem trobar un altre cianobacteri, els Prochlorococcus, parents dels primers organismes fotosintètics que van canviar l’atmosfera fa més de 2000 milions d’anys, o també un tipus de Pelagibacter conegut com a SAR11, un grup que inclou bacteris heterotròfics súper abundants a l’oceà. En zones del mar oligotròfiques (amb pocs nutrients), com la zona de l’Equador, esperem trobar organismes més aviat petits, ja que una relació superfície/volum gran és òptima per poder captar els pocs nutrients que hi ha al medi. D’estranys n’hi ha molts però us parlarem dels fotoheteròtrofs que estem estudiant en aquesta campanya. Aquests organismes eren originàriament simples heteròtrofs, com molts altres bacteris marins, però a través de la transferència lateral de gens (mireu la resposta a la pregunta 5) van adquirir alguns dels gens que tenen els organismes fotosintètics i ara són mixotròfics, combinen els dos metabolismes. Són ben curiosos i interessants i encara no sabem moltes coses d’ells perquè es van descobrir la dècada passada i això en ciència és molt poc temps. Aquesta campanya ens ajudarà a entendre més coses d’ells, com per exemple si els agrada viure en zones més fredes o més càlides o si n’hi ha més allà on hi ha més llum o més matèria orgànica.

 3.- Si no existissin bacteris podríem viure?

Segurament a la Terra hi hauria vida però seria diferent de tal i com la coneixem avui dia, per exemple segurament nosaltres no existiríem perquè necessitem oxigen per respirar, gran part del qual està produït pels cianobacteris marins.

4.- La Temperatura de l’aigua té relació amb la fondària?

En el mar, com ja us vam explicar, la temperatura disminueix amb la fondària. A la superfície la radiació solar escalfa l’aigua, mentre que per l’oceà profund circulen les aigües més fredes. A l’estació d’avui per exemple, la temperatura de la superfície estava vora els 30ºC (ens trobem ja prop de l’Equador, la zona més càlida de la Terra) mentre que la del fons (a 5000 m aproximadament) estava a 0,6ºC, fresqueta no?

Ho podeu veure en aquesta imatge del perfil de CTD, si us fixeu en la línia vermella, que és la que dibuixa la sonda que indica la temperatura. A l’eix vertical trobareu la fondària i a l’eix horitzontal la temperatura (en vermell). Fixeu-vos també que cau en picat els primers 500 m, a partir dels quals ja es manté més o menys constant a uns 4ºC, com la nevera de casa, fins a les zones més profundes que arriba gairebé a 0ºC. Així i tot no arriba a congelar-se perquè l’aigua de mar, a causa de la sal, es congela a -1,8ºC aproximadament.

 

Perfil de CTD amb el qual decidim les fondàries on volem mostrejar.

 5.- Els microorganismes s’aparellen?

La reproducció dels bacteris (procariotes) és asexual, generalment per bipartició, però hi ha molts articles que parlen de sexe entre bacteris. En realitat no és un aparellament sexual, sinó que el que fan és transferir-se material genètic a través d’un pillus, un filament que es crea entre les parets dels dos bacteris, que els posa en contacte. Aquesta transferència de gens es produeix entre organismes de la mateixa generació, és una transferència lateral, a diferència de la que es produeix quan hi ha reproducció sexual, que seria una transferència genètica vertical (de la generació de pares a la generació dels fills).

En els organismes eucariotes unicel·lulars, sí que podem trobar les dues classes de reproducció, l’asexual (divisió binària) o la sexual. Hi ha organismes, com els dinoflagel·lats, que fins i tot poden alternar els dos tipus depenent de l’estadi vital en el qual es trobin.

 6.- Existeix algun microorganisme que pugui fer la fotosíntesi i també sigui depredador?

I tant! La natura és molt més complexa del que imaginem. Els microorganismes poden ser 1) fotosintètics: fan fotosíntesi, 2) heterotròfics: s’alimenten de matèria orgànica, o 3) mixotròfics: poden alimentar-se de matèria orgànica però també poden fer servir la llum. Els procariotes poden ser dels tres tipus però en general no són depredadors com pregunteu. Si són heteròtrofs, s’alimenten de matèria dissolta i no d’altres organismes sencers, però els protists (eucariotes unicel·lulars) sí que preden, i n’hi ha alguns que poden fer la fotosíntesi alhora. De fet, hi ha alguns casos ben curiosos d’organismes que en diem cleptoplàstids, com és el cas de Dinophysis. Són petits eucariotes unicel·lulars que depreden organismes fotosintètics però es guarden el cloroplast (l’orgànul que permet fer la fotosíntesi) de la seva presa i el fan funcionar durant setmanes o mesos dins seu i així es converteixen en mixotròfics temporalment.

1a ronda de preguntes

Institut Icària

Hola exploradors de l’Icària! Ens han encantat les vostres preguntes. Esperem que les respostes us portin a més preguntes i siguin només el començament perquè seguiu investigant pel vostre compte!

Algunes respostes es podran completar amb les entrades noves sobre la pressió i les masses d’aigua que trobareu aquesta setmana al diari a bord, no us el perdeu!

 

  1. Com conserveu les mostres que agafeu al llarg de l’expedició? 

La conservació de les mostres és importantíssima, ja que sense mostres no podem treure resultats ni conclusions. Si se’ns fan malbé, tot l’esforç i el cost de la campanya no haurà servit per res.

Els vaixells oceanogràfics tenen laboratoris adequats per agafar les mostres, i també tenen espais per guardar-les, i en alguns casos, equipament per processar-les a bord. Sempre que es pugui processar a bord ho farem, aprofitem el temps que estem aquí per processar i marxar ja amb els primers resultats. I evitaríem un disgust si les mostres es fessin malbé.

Hi ha mostres que directament són dades, que si bé moltes han de ser processades, ja les adquirim en format digital. Per exemple tots els perfils de salinitat i temperatura de cada estació, a més de totes les dades de posició, hora, variables meteorològiques, etc. Aquest conjunt de dades que acompanyen la mostra i la contextualitzen es coneixen com a “metadades”. Al vaixell hi ha servidors que permeten guardar-les i abans de marxar, cada grup les gravarà i se les emportarà amb un disc dur cap a casa.

Pel que fa a les mostres químiques o biològiques, la majoria han d’anar refrigerades, ja sigui a 4ºC, a -20ºC o a -80ºC. Al vaixell tenim neveres i congeladors on les podem guardar. És molt important etiquetar bé les caixes o paquets, ja que sovint aquestes càmeres acumulen mostres de campanyes anteriors que s’han dut a terme al vaixell i a l’hora de descarregar ens podríem fer un bon embolic.

Segons els càlculs previs, el nostre grup té previst generar en aquesta campanya unes 800 mostres per analitzar el contingut genètic dels microorganismes, unes 200 mostres per analitzar els pigments dels microorganismes fototròfics, unes 300 mostres per analitzar els nutrients inorgànics que té l’aigua (principalment compostos de fòsfor, nitrogen i silici), unes 800 mostres per contar l’abundància dels microorganismes amb el citòmetre de flux i uns 800 filtres per mirar al microscopi. A més, agafarem 2000 mostres per saber com estan d’actius tots aquests microorganismes, però aquestes mostres en concret les anirem processant a bord.

Un cop arribem a terra les mostres s’hauran de transportar cap als centres de recerca corresponents. En aquest cas el Sarmiento de Gamboa té la seva última parada a Vigo, a mitjans d’abril. Alguns de nosaltres haurem d’anar fins allà, contractar una empresa de transport que ens asseguri que les mostres estaran refrigerades a la temperatura corresponent durant tot el trajecte fins a Barcelona, i haurem de coordinar la rebuda del material a l’Institut de Ciències del Mar. La resta de companys dels altres centre faran el mateix. Un cop arribin a l’ICM les ficarem ràpidament als nostres congeladors i  farem un inventari detallat de tot el que hem portat. D’aquesta manera les mostres estaran ja llestes per processar-les al laboratori, analitzar-ne els resultats i extreure’n conclusions.

 

  1. Quant de temps trigueu a planificar una expedició i tot el material que necessiteu?

La planificació depèn una mica de cada campanya i el número de gent implicada. A vegades només anem 1 de nosaltres, a fer una cosa molt concreta. Llavors la planificació és ràpida i el material sol cabre en 1-2 baguls. Aquest cop vam començar a planificar-ho tot a l’octubre de l’any passat. Vam fer reunions tota la gent implicada (unes 10 persones, 4 dels quals som les que estem de campanya) per organitzar el pla de treball, de què se n’ocuparia cadascú, el material que necessitàvem, etc. Aquesta planificació ha d’anar coordinada amb la resta de participants de la campanya. El material es va començar a demanar a l’octubre però hi ha coses que no van arribar fins al gener i les hem hagut de portar a la maleta. Vam fer uns 15 baguls amb tot el material, més les caixes de reactius que havien de viatjar en fred. Al final sol durar més la planificació i la tornada del material i les mostres, que la mateixa campanya…

 

  1. Quina relació té Darwin amb la vostra expedició? 

Des de l’ICM estem acostumats a fer seguiments de campanyes amb centres escolars, ja que és una bona oportunitat per apropar els estudiants al mar. Amb el departament de divulgació de l’ICM hem planificat els continguts que us volíem fer arribar relacionats amb la campanya. Cada setmana rebreu una entrada científica i un personatge. El primer vam decidir que fos Darwin perquè segurament ja us sona i l’heu estudiat a classe quan heu parlat de les teories de l’evolució. La seva teoria va marcar un punt d’inflexió no només en la Ciència, sinó també en altres àmbits del coneixement, com la filosofia o la religió. Nosaltres, també estudiem com evoluciona la vida microscòpica, així que està relacionat amb alguns aspectes de la nostra recerca. En segon lloc, i per un motiu més romàntic, també l’havíem d’incloure: la primera part de l’expedició en la qual va participar Darwin feia un recorregut similar a la nostra campanya, tot i que uns quants anyets abans i en sentit contrari. En el seu cas van creuar l’Atlàntic de nord a sud i van entrar a l’Estret de Magallanes per endinsar-se a l’oceà Pacífic. La nostra comença sortint del mateix estret per obrir-nos pas cap a l’Atlàntic, que creuarem de sud a nord, de tornada a casa. Sense intenció de fer cap spoiler, us avancem que l’últim personatge que us presentarem, i que tancarà aquest seguiment, enllaçarà amb la teoria de Darwin, així que per força us l’havíem de presentar el primer.

 

  1. Hi ha condicions impossibles per a la vida marina? 

Aquesta pregunta la respondrà l’Isabel Ferrera, companya nostra durant 10 anys a l’ICM. Ella ha estudiat, durant el seu posdoc als Estats Units, els organismes extremòfils (us en parlarem també a l’última entrada). Ha recollit mostres a les fonts termals de Yellowstone i ha baixat a les profunditats de l’oceà amb l’Alvin, un submarí tripulat que a més de fer recerca, és famós per haver descobert les restes del naufragi del Titànic. A continuació la seva resposta:

Sí que hi ha condicions impossibles per a la vida, el que ocorre és que totes les condicions que trobem a l’oceà actual sí que permeten la vida, almenys la microbiana. Els microorganismes estan adaptats a pràcticament totes les condicions ambientals que trobem al nostre planeta. Aquests petits organismes tenen capacitat de créixer en rangs molt amplis de temperatura, salinitat, pH i pressió. Algunes de les condicions a les quals ells viuen són extremes per a nosaltres i per això els anomenem extremòfils, però per a ells aquestes condicions són les òptimes. A la major part de l’oceà la temperatura a la columna d’aigua sol estar entre els 2ºC al fons i els 30ºC a la superfície de les zones més càlides, però a l’oceà també trobem zones amb temperatures molt baixes, com el gel marí de les zones polars o sistemes que presenten temperatures molt elevades  com les fumaroles hidrotermals. Que sapiguem, els límits de temperatura ara mateix estan entre els -12ºC per sota i els 122ºC per sobre. Així doncs, només el gel que estigui a menys de -12ºC o la zona més calenta de les fumaroles que pot estar per sobre dels 122ºC serien els únics ambients on no hi hauria vida marina. També pot ser però que els límits encara siguin més extrems però encara no els haguem descobert! A més d’aquests rangs de temperatura, els microorganismes poden viure a totes les condicions de pressió, pH i salinitat que trobem a l’oceà. Per exemple, al Mar Mort, que té una salinitat molt elevada i no permet que creixin molts organismes superiors, la vida microbiana és molt abundant.

 

  1. Per què vau arrencar l’expedició a la Patagònia i no en un altre lloc? 

El Sarmiento de Gamboa i l’Hespérides són els dos vaixells del CSIC que tenen capacitat per navegar entre el gel. Cada estiu austral, entre desembre i març aproximadament, baixen fins a l’Antàrtida per transportar el material i els científics que van a les 2 bases que té l’estat per fer recerca al continent gelat, la BAE Juan Carlos I a Illa Livingston i la Gabriel de Castilla a Illa Decepció. Aquestes bases estan a les Illes Shetland del Sud i el continent de sortida que tenen més a prop és l’americà, en concret des del port d’Ushuaia (Argentina) o el de Punta Arenas (Xile). El viatge fins a l’Antàrtida des d’aquestes ciutats sol durar 3 dies i sol ser pesat perquè s’ha de creuar l’estret del Drake, famós entre els navegants de totes les èpoques per la seva mala mar. Entremig d’aquests viatges per obrir i tancar les bases, els vaixells no estan parats, sinó que aprofiten per fer les campanyes antàrtiques que es duen a terme des de vaixells. Un cop tancades les bases tornen cap a casa, pujant per l’Atlàntic de sud a nord, creuant l’Equador. Tant la baixada al desembre com la pujada cap al mes de març, és aprofitada per altres científics interessats en l’estudi de l’Atlàntic, i és per això que nosaltres, aprofitant la tornada a casa del Sarmiento, estem fent la nostra campanya.

 

  1. Per què la densitat canvia quan canvia la temperatura? 

Per contestar aquesta pregunta he parlat amb l’Eugenio Fraile, investigador de l’IEO de Tenerife, el nostre físic a bord, especialitzat en les masses d’aigua i que s’explica d’una forma molt entenedora.

M’ha explicat que una bona forma de visualitzar el que passa amb la densitat i la temperatura és imaginar-nos una llauna de coca-cola freda. Imagineu que l’agiteu i l’obriu de cop. El líquid surt amb força i s’expandeix. Això passa perquè les molècules s’han escalfat a causa de l’agitació, han augmentat el seu moviment i per tant la seva energia i per tant tendeixen a ocupar més volum (s’expandeixen). Amb el fred passa el contrari, estan més endreçades, ocupen menys volum, per tant el líquid és més dens. Així doncs un líquid amb més solut i més fred és més dens que un de calent i amb menys solut.

Amb els gasos passaria el mateix. Imagineu un globus aerostàtic. En escalfar el gas, les molècules es mouen ocupant més espai, per tant el gas es fa menys dens,  i el globus pot enlairar-se.

 

  1. Per què hi ha éssers vius que poden sobreviure a tan baixes temperatures? 

La resposta general estaria enllaçada amb el que s’ha comentat a la pregunta 4, és a dir, perquè desenvolupen estratègies fisiològiques o metabòliques que els permet viure a aquestes temperatures. Us explicaré dos exemples concrets.

– Començarem pels microorganismes, els nostres preferits. De fet, els únics éssers vius capaços de sobreviure, no solament en aigües molt fredes, sinó dintre mateix del gel marí. Quan l’aigua de mar es comença a congelar, es crea en el seu interior un sistema de microcanals, les “càmeres de salmorra”, on es concentren les sals i s’acumula aigua líquida. Aquests canals són el refugi de molts microorganismes (entre ells, per exemple, els bacteris i les microalgues) que romandran allà en estat dorment, fins a la primavera austral. Durant l’hivern polar, i tot i l’escassa il·luminació, les microalgues mantenen la seva activitat. No poden multiplicar-se, però sí emmagatzemar substàncies de reserva en forma de lípids (greixos), tot facilitant la seva supervivència i evitant la congelació. Aquesta gran quantitat de microalgues dóna al gel un color verd-marronós característic. En arribar la primavera, el gel marí comença a fondre’s i amb això les algues microscòpiques atrapades en el seu interior comencen a créixer molt, fins al punt de formar llargues cadenes que es poden observar sovint com una gespa que penja sota el gel. Aquesta floració tan espectacular de vida desperta tot l’ecosistema antàrtic, i molt especialment el krill (Euphausia superba), un petit crustaci de pocs cm que s’alimenta d’aquestes algues i que és alhora aliment de multitud d’animals que a l’estiu migren cap a l’Antàrtida a alimentar-se, com les balenes, pingüins, foques, etc.

Podeu fer un experiment senzillet: feu un glaçó d’aigua salada i un d’aigua dolça sense etiquerar-los de manera que no sabeu quin és quin. Tireu-hi per sobre colorant alimentari. Segons el que us hem explicat de com es congela l’aigua salada intenteu esbrinar quin és quin.

-Una altra estratègia per protegir-se del fred, la trobem en els pingüins, que tenen les plomes i una capa de greix sota la pell que els aïlla. Als peus tenen un sistema de vasos sanguinis que fa que mentre la sang calenta flueix cap als dits, transmet la seva calor cap a la sang que torna al cor. D’aquesta manera la calor no es perd sota la superfície gelada que tenen sota els peus i evita que se’ls congelin els dits. Suposem que tenen els peus tan curts per minimitzar la zona de contacte amb el terra gelat, i les cames curtes perquè no se’ls escapi l’escalfor. Algunes espècies, com el pingüí emperador, no emigra a l’hivern i es troba tot l’any al continent antàrtic. Per suportar el fred i els forts vents de l’hivern formen grups compactes en forma de cercle i es van movent com les agulles del rellotge per generar calor. Els individus que els toca estar a l’exterior es van alternant: quan tenen molt fred empenyen cap endins i fan sortir un altre cap a fora.

Hi ha molts més exemples que podeu buscar pel vostre compte. Si en trobeu algun de curiós, ens el podeu explicar al bloc en la següent ronda de preguntes.

Institut Lluís Domènech i Montaner

Hola exploradors del Domènech i Montaner! La vostra pregunta és molt interessant i se li pot treure molt de suc, així com els experiments que heu fet. Fer-se preguntes i experimentar és indispensable per fer ciència, així que enhorabona per la vostra iniciativa!

 

Hola POSEIDÓN,

 Ens hem estat mirant el vostre Diari de campanya i ens ha semblat molt interessant tot el que ens expliqueu de la preparació del vaixell!! us volem fer una pregunta:

  • Com decidiu on heu d’agafar les mostres? Teniu un plànol amb les localitzacions on les voleu agafar ja abans de sortir o aneu triant en funció dels llocs on passeu i l’aspecte del mar en cada punt?

 Les campanyes oceanogràfiques solen tenir una planificació sobre el paper abans de sortir,  on s’ha detallat bé el recorregut, les hores de navegació, les hores de maniobra, les estacions, les profunditats, etc.

Un cop al mar, les coses poden canviar. A vegades cal refer el recorregut per evitar alguna tempesta forta, a vegades l’estat de la mar no deixa treballar (o bé no es poden llençar equips o bé es mou tant que és impracticable treballar al laboratori). A vegades s’espatlla algun aparell. Tot això no està previst, per això en el pla inicial s’ha de deixar cert marge per tenir flexibilitat si alguna d’aquestes coses passa. Per exemple, en el nostre cas tenim sí o sí 25 dies de navegació perquè el vaixell ha de ser al port de Tenerife el dia 3 d’abril. La resta de temps que no naveguem l’omplim amb els mostrejos.  De moment hem tingut dos dies de molt mala mar i no hem pogut treballar, i com que hem de seguir cap al nord perquè anem amb el temps just hem hagut de sacrificar les estacions programades per aquell dia.

En el cas de POSEIDÓN aquesta planificació no és gaire complicada, ja que la ruta estava clara: sortida des de Punta Arenas i arribada a Canàries aprofitant la tornada del Sarmiento des de l’Antàrtida. L’Atlàntic és molt ample, i s’ha de decidir per on anirem. Com que l’equip del Txetxu Arrieta està interessat a mostrejar aigua de l’oceà profund s’han dissenyat les estacions en funció de les màximes profunditats que podem trobar en aquest transsecte de pujada i amb una regularitat d’una estació al dia, ja que recollir l’aigua de 5000 m requereix unes 5-6 hores de maniobra amb el vaixell aturat.

Una altra cosa que se sol fer és mirar la literatura prèvia, és a dir, expedicions anteriors que ja hagin publicat dades amb les característiques de les diferents masses d’aigua, els corrents, etc. I també imatges de satèl·lit amb la temperatura, salinitat i el color (indicador de la clorofil·la) superficial del mar. Tot això ens dóna pistes a l’hora d’afinar la posició de les estacions. En aquest cas ens interessaran estacions representatives de les diferents zones per on passem. El cap de campanya ha decidit seguir dues de les línies marcades pel WOCE, l’A17 i l’A16 (ho podeu veure sobre el mapa a l’apartat “Equip i reptes”), un programa internacional que ha recopilat dades de satèl·lit i de mostreig in situ al llarg de diferents transsectes. Amb aquestes dades s’han generat models de circulació oceànica global per a la predicció del clima. Dintre de cada estació hem de decidir les profunditats i això sí que ho fem sobre la marxa, gràcies a unes sondes acoblades (CTD) al nostre equip de mostreig, la rosseta. Quan baixem l’aparell des de la sala de control anem veient als ordinadors el perfil vertical de la columna d’aigua on es representen els valors dels diferents paràmetres que mesuren les sondes (generalment salinitat, temperatura, oxigen, fluorescència) i és allà, mentre l’aparell baixa, on decidirem les profunditats que més ens interessen, ja sigui perquè busquem una densitat concreta (segons la salinitat i temperatura) que defineix una massa d’aigua, o perquè ens interessa una aigua rica en clorofil·la (que vol dir rica en organismes que tenen aquest pigment per fer la fotosíntesi). Aquestes decicions sobre la marxa són un moment de màxima concentració a la sala de control.  L’Aleix està preparant un post al respecte on us explicarà amb més detall com funciona.

Com ja us hem dit, aquesta pregunta dóna per molt, així que aprofitarem també per escriure un post sobre les diferents maneres de mostrejar l’oceà. Tots dos els podreu llegir al diari a bord, no us els perdeu! També podeu llegir les respostes als altres instituts, ja que hi trobareu molta més informació.

 

També hem estat mirant el que ens expliqueu sobre l’aigua salada i la circulació de les diferents masses d’aigua i hem estat fent uns experiments relacionats. Us els expliquem: Hem agafat aigua de mar, de l’aixeta, destil·lada i de la bassa del pati i l’hem posada en recipients i hem esperat que s’evaporés. Hem vist els cristalls d’halita en l’aigua de mar, uns petits cristalls en l’aigua de l’aixeta i de la bassa i RES en la destil·lada.

 Molt bé! Curiosos i experimentals! Efectivament totes les aigües excepte la destil·lada contenen sals en més o menys concentració. Com a curiositat us expliquem també que al laboratori encara tenim una aigua més pura que la destil·lada, l’aigua ultrafiltrada. La fem servir per preparar reactius o netejar ampolles i altres estris abans de ser utilitzats per recollir la mostra d’aigua de mar. És una aigua destil·lada que ha passat per un filtre de llum ultraviolada que mata qualsevol microorganisme que contingui l’aigua. A més, abans de sortir de l’aixeta passa per un filtre de 0,2µm que reté els microorganismes morts, de manera que l’aigua que en surt és ultra pura, sense sals i sense organismes. Els que treballem amb microbis l’utilitzem per evitar contaminació de les nostres mostres, ja que sinó estaríem sumant a la nostra mostra els microorganismes de l’aigua que fem servir per netejar, que no són marins ni objecte dels nostres estudis.

 

També hem fet un experiment amb aigua freda i calenta en un cristal·litzador i hem vist que es mou!!!

Ohhh! Aquest el volem veure! Quan tornem de campanya ja us contactarem perquè ens ho expliqueu!

 

Bon viatge i bona campanya!!

 Gràcies, estem en contacte!