Microbiología marina

Los abismos oceánicos están profusamente poblados de vida prístina

Triplican la diversidad microbiana de las capas superiores de los mares terrestres

Un esfuerzo de 15 expediciones internacionales de aguas profundas ha permitido el análisis de sedimentos abisales recolectados en todas las principales regiones oceánicas, incluidos los océanos Ártico y Austral.

Un esfuerzo de 15 expediciones internacionales de aguas profundas ha permitido el análisis de sedimentos abisales recolectados en todas las principales regiones oceánicas, incluidos los océanos Ártico y Austral. / © Andreas Worden.

Eduardo Martínez de la Fe

Los abismos oceánicos triplican la diversidad microbiana de los niveles superiores de los mares terrestres, pero la mayor parte de esa vida es desconocida por la ciencia: lo revela el análisis de casi 1.700 muestras y dos mil millones de secuencias de ADN recogidas en todo el mundo.

La zona abisal de los océanos terrestres alberga al menos tres veces más diversidad de vida microbiana que las aguas situadas en las capas más altas, según una nueva investigación.

Este estudio también ha descubierto que la mayoría de los organismos eucariotas que viven en lo más profundo de los océanos de la Tierra son desconocidos para la ciencia moderna.

Para llegar a estas conclusiones, los científicos escanearon los fondos marinos que rodean a todo el planeta. El sedimento recolectado en cada lugar se analizó en busca de ADN ambiental (eDNA), que los animales marinos arrojan a medida que avanzan en sus vidas.

Aunque las criaturas marinas desechan parte del eDNA, ese material contiene evidencia de microbios y otros animales diminutos que conforman el oscuro ecosistema en el fondo del mundo.

Datos comparados

Los investigadores compararon los resultados con otros conjuntos de datos de ADN de plancton existentes, recopilados en las capas superiores del océano, para asegurarse de que solo identificaron criaturas de las profundidades.

Esta es la primera vez que los científicos reúnen un conjunto coherente de datos moleculares sobre el reino oceánico a una escala tan global, y aunque el metanálisis no es exhaustivo, es un comienzo impresionante, destacan los investigadores.

“Comparamos nuestras secuencias de ADN bentónico de aguas profundas con todas las secuencias de referencia disponibles para eucariotas conocidos”, dice el genetista Jan Pawlowski de la Universidad de Ginebra en Suiza, en un

comunicado

.

“Nuestros datos indican que casi dos tercios de esta diversidad béntica no se pueden atribuir a ningún grupo conocido, lo que revela una brecha importante en nuestro conocimiento de la biodiversidad marina", añade.

Profundidades marinas

Los océanos terrestres contienen diferentes niveles, según su profundidad. El primer nivel, llamado mesopelágico, cubre las aguas marinas situadas entre los 200 y los 1.000 metros de profundidad,

A continuación se encuentra la zona batial o batipelágica, que cubre las aguas y fondos marinos situados entre 1.000 y 4.000 metros de profundidad.

Por debajo de ella se encuentra la zona abisal, que corresponde al espacio oceánico situado entre los 4.000 y los 6.000 metros de profundidad, que es en la que se ha centrado esta investigación.

Ese fondo del océano profundo es el ecosistema menos explorado del planeta, a pesar de cubrir más del 60% de la superficie terrestre.

Vida desconocida

La vida presente en los sedimentos abisales, desde animales bénticos hasta microbios, es muy poco conocida, a pesar de que estas formas de vida ayudan a reciclar y/o secuestrar la materia (in)orgánica que se hunde y se origina en las comunidades pelágicas, destacan los investigadores.

Por lo tanto, los ecosistemas bentónicos sustentan dos importantes servicios ecosistémicos de importancia planetaria: el funcionamiento saludable de las redes alimentarias oceánicas y el entierro de carbono en escalas de tiempo geológicas, los cuales son reguladores críticos del clima de la Tierra.

El nuevo estudio proporciona la primera visión unificada de la biodiversidad eucariótica oceánica completa, desde la superficie hasta los sedimentos del océano profundo, lo que permite abordar las cuestiones ecológicas marinas por primera vez a escala mundial y en todo el espacio tridimensional del océano, lo que representa un gran paso hacia la “ecología de un solo océano”, añaden los investigadores.

“Con casi 1700 muestras y dos mil millones de secuencias de ADN desde la superficie hasta el fondo del océano profundo en todo el mundo, la genómica ambiental de alto rendimiento amplía enormemente nuestra capacidad para estudiar y comprender la biodiversidad de las profundidades marinas, su conexión con las masas de agua en niveles superiores y con el ciclo del carbono”, explica Tristan Cordier, autor principal del estudio.

Puntos críticos

El análisis de la abundancia y composición del ADN del plancton en los sedimentos de aguas profundas confirmó que las regiones polares son puntos críticos de secuestro de carbono.

Además, la composición del ADN del plancton en los sedimentos predice la variación de la fuerza de la bomba biológica, un proceso ecosistémico que transfiere el dióxido de carbono atmosférico a las profundidades del océano, regulando así el clima global.

“Por primera vez, podemos entender qué miembros de las comunidades de plancton están contribuyendo más a la bomba biológica, posiblemente los procesos ecosistémicos más fundamentales en los océanos”, explica Colomban de Vargas, investigador del CNRS en Roscoff, Francia.

Cambios globales

“Nuestros datos no solo ayudarán a resolver cuestiones a escala mundial sobre la biodiversidad, la biogeografía y la conectividad de los eucariotas marinos. También pueden servir como base para reconstruir el funcionamiento pasado de la bomba biológica a partir de antiguos archivos de ADN sedimentario. Asimismo, pueden informar sobre la importancia futura de esta comunidad biológica en un océano más cálido, lo cual es clave para modelar el futuro ciclo del carbono bajo el cambio climático”, explica Tristan Cordier.

“Nuestro estudio demuestra además que la investigación de la biodiversidad de aguas profundas es de suma importancia. Un gran número de organismos desconocidos habitan en los sedimentos del fondo oceánico y deben desempeñar un papel fundamental en los procesos ecológicos y biogeoquímicos. Un mejor conocimiento de esta rica diversidad es crucial si queremos proteger estos ecosistemas vastos y relativamente prístinos de los impactos de posibles futuras incursiones humanas y comprender los efectos del cambio climático sobre ellos”, concluye Andrew J. Gooday, que también participó en la investigación.

Referencia

Patterns of eukaryotic diversity from the surface to the deep-ocean sediment

. Tristan Cordier et al. Science Advances, 4 Feb 2022, Vol 8, Issue 5. DOI: 10.1126/sciadv.abj930