Un microbio marino, arma secreta contra el cambio climático

El ser humano tiene un excelente aliado en su lucha contra el cambio climático. La ciencia acaba de descubrir que un depredador minúsculo, un microbio marino, tiene la sorprendente habilidad de ‘secuestrar’ carbono de forma natural cuando se alimenta. El Prorocentrum cf. balticum se alimenta de otros microorganismos atrapándolos con microesferas de moco que fabrica él mismo y que pueden ser ‘clave’ contra el calentamiento global: se hunden en el océano fijando carbono.

El microbio, de entre 13 y 16 micras de diámetro, está presente en todos los océanos y es muy abundante en todo el mundo. Se comporta a la vez como una planta y como un animal: realiza la fotosíntesis y libera un exopolímero rico en carbono que atrae e inmoviliza a otros microbios. Tras comer parte de las presas atrapadas, abandona su mucoesfera, que se hunde cargada de presas microbianas sobrantes y pasa a formar parte de la ‘bomba biológica’ natural de carbono del océano.

Debe tenerse en cuenta que la bomba biológica es un proceso central en el ciclo del carbono marino, mediante el cual las partículas orgánicas se exportan desde la superficie hacia las profundidades del océano, lo que en última instancia impulsa el secuestro de carbono y modula el clima global.

El inesperado descubrimiento acaba de ser publicado en la revista ‘Nature Communications’ y ha revolucionado el universo científico, porque los investigadores creen que podría ser útil para frenar los efectos de la crisis ambiental global.

No en vano esta especie tiene el potencial de hundir entre 0,02 y 0,15 gigatoneladas de carbono al año, cuando para cumplir con los objetivos climáticos, las academias estadounidenses de Ciencias, Ingeniería y Medicina estiman que se deberían eliminar unas 10 gigatoneladas de dióxido de carbono de la atmósfera cada año hasta 2050.

Contribución a la 'bomba de carbono'

El hallazgo, realizado por investigadores de la Universidad Tecnológica de Sidney (Australia), es el primero en demostrar este tipo de comportamiento en microbios marinos, protistas que gobiernan la biogeoquímica oceánica a través de diferentes procesos que incluyen la exportación vertical y el ‘secuestro’ de carbono, que en última instancia modula el clima global.

La coautora principal del estudio, Michaela Larsson ha señalado que si bien la contribución del fitoplancton a la bomba de carbono está bien establecida, las funciones de otros microbios se comprenden mucho menos y rara vez se cuantifican, especialmente en el caso de protistas mixotróficos, que pueden realizar la fotosíntesis y consumir otros organismos simultáneamente.

Los científicos ya preveían que los protistas mixotróficos que participan en la fototrofia (fotosíntesis), como las plantas, y en la fagoheterotrofia (envolvimiento de partículas), como los animales, contribuyen sustancialmente a los flujos de energía y los ciclos biogeoquímicos marinos. Pero su impacto no se había cuantificado. Esta nueva investigación describe la sofisticada estrategia de alimentación del Prorocentrum cf. balticum.

El estudio detalla este comportamiento, no descrito anteriormente, que representa un mecanismo que hasta ahora se había pasado por alto, pero que es “cuantitativamente significativo, para los flujos de carbono oceánico”.

Este descubrimiento demuestra cómo el complejo comportamiento de búsqueda de alimento de una sola especie de protista puede “contribuir de manera desproporcionada al flujo vertical de carbono en el océano”, señalan los investigadores.

Los microbios marinos que realizan la fotosíntesis (fitoplancton) usan nutrientes disueltos en el agua de mar para crecer. Pero el Prorocentrum cf. balticum, también consume otros organismos y obtiene así un “golpe concentrado de nutrientes. Es como tomar un complejo multivitamínico”, señalan los científicos. Es un método comparable al de plantas como la venus atrapamoscas (Dionaea muscipula), que obtienen nutrientes adicionales al atrapar y consumir insectos.

Solución basada en la naturaleza

“Tener la capacidad de adquirir nutrientes de diferentes maneras significa que este microbio puede ocupar partes del océano sin nutrientes disueltos y, por lo tanto, inadecuado para la mayoría del fitoplancton”, resalta Larsson.

La otra autora principal del estudio, Martina Doblin, añade que los hallazgos tienen “un significado global sobre cómo vemos el océano equilibrando el dióxido de carbono en la atmósfera”.

El hallazgo revela que se hunde más carbono en el océano de lo que los científicos estimaban, y que quizás haya un mayor potencial del esperado para que el océano capture más carbono de forma natural a través de este proceso, “incluso en lugares que no se pensaba que fueran ubicaciones potenciales de secuestro de carbono”, apuntan las investigadoras.

La producción natural de polímeros extracelulares ricos en carbono por parte de los microbios oceánicos en condiciones de deficiencia de nutrientes, que serán cada vez más frecuentes debido al calentamiento global, sugiere que estos microbios podrían ayudar a mantener la bomba biológica de carbono en el futuro. Sería una solución basada en la naturaleza.

En todo caso, antes de evaluar la viabilidad del cultivo de este tipo de microorganismos a gran escala debe medirse la proporción de exopolímeros ricos en carbono resistentes a la degradación bacteriana y determinar la velocidad de hundimiento de las mucoesferas.

Si se cumplen las previsiones de las científicas, podría darse “un cambio de juego en la forma en que pensamos sobre el carbono y la forma en que se mueve en el medio ambiente marino”, resalta Doblin.

Pero no solo el Prorocentrum cf. balticum produce mucoesferas. Las autoras mencionan en su informe hasta cuatro especies más que fabrican estructuras mucosas similares, todas ellas también muy abundantes en algunas regiones oceánicas.

Estudio de referencia: https://www.nature.com/articles/s41467-022-28867-8