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MADRID, 8 Sep. (EUROPA PRESS) -
El microbio prochlorococcus es el organismo fotosintetizador más abundante en el océano, representando el 5 % de la fotosíntesis global, pero el calentamiento global amenaza su supervivencia.
Son cianobacterias, también conocidas como algas verdeazuladas, y suministran nutrientes a los animales a lo largo de toda la cadena alimentaria. Más del 75 % de las aguas superficiales están repletas de Prochlorococcus, pero a medida que aumenta la temperatura del océano, los investigadores temen que el agua se esté calentando demasiado para sustentar a la población.
Dado que Prochlorococcus prospera en los trópicos, los investigadores predijeron que se adaptaría bien al calentamiento global. Sin embargo, un nuevo estudio revela que Prochlorococcus prefiere aguas entre 19 y 29 grados Celsius y no tolera temperaturas mucho más altas. Los modelos climáticos predicen que las temperaturas oceánicas subtropicales y tropicales superarán ese umbral en los próximos 75 años.
"Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que Prochlorococcus prosperaría en el futuro, pero en las regiones más cálidas no lo está haciendo tan bien, lo que significa que habrá menos carbono -menos alimento- para el resto de la red trófica marina", afirmó en un comunicado François Ribalet, profesor asociado de investigación en oceanografía de la Universidad de Washington, quien dirigió el estudio.
Sus resultados se publicaron en Nature Microbiology el 8 de septiembre.
En los últimos 10 años, Ribalet y sus colegas han realizado cerca de 100 cruceros de investigación para estudiar Prochlorococcus. Su equipo ha analizado aproximadamente 800 mil millones de células del tamaño de Prochlorococcus a lo largo de 240.000 kilómetros para determinar su estado y si pueden adaptarse.
"Tenía preguntas muy básicas", comentó Ribalet. "¿Son felices cuando hace calor? ¿O no lo son?". La mayoría de los datos provienen de células cultivadas en un laboratorio, pero Ribalet quería observarlas en su hábitat natural. Utilizando un citómetro de flujo continuo, llamado SeaFlow, dispararon un láser a través del agua para medir el tipo y tamaño de las células. Posteriormente, construyeron un modelo estadístico para monitorizar el crecimiento celular en tiempo real, sin perturbar a los microbios.
Los resultados mostraron que la tasa de división celular varía con la latitud, posiblemente debido a la cantidad de nutrientes disponibles, la luz solar o la temperatura. Los investigadores descartaron los niveles de nutrientes y la luz solar antes de centrarse en la temperatura. El Prochlorococcus se multiplica con mayor eficiencia en aguas a una temperatura de entre 19 y 29 grados Celsius, pero por encima de 29 grados Celsius, la tasa de división celular se desplomó, reduciéndose a tan solo un tercio de la observada a 19 grados Celsius. La abundancia celular siguió la misma tendencia.
En el océano, la mezcla transporta nutrientes desde las profundidades a la superficie. Esto ocurre más lentamente en aguas cálidas, y las aguas superficiales en las regiones más cálidas del océano son escasas en nutrientes. Las cianobacterias son uno de los pocos microbios que se han adaptado a vivir en estas condiciones.
"En alta mar, en los trópicos, el agua es de un azul brillante y hermoso porque contiene muy pocos microorganismos, aparte de Prochlorococcus", explicó Ribalet. Los microbios pueden sobrevivir en estas zonas porque, al ser tan pequeños, requieren muy poco alimento. Su actividad sustenta la mayor parte de la cadena alimentaria marina, desde pequeños herbívoros acuáticos hasta ballenas.
Durante millones de años, Prochlorococcus ha perfeccionado la capacidad de generar más con menos, eliminando genes innecesarios y conservando solo lo esencial para la vida en aguas tropicales pobres en nutrientes. Esta estrategia dio resultados espectaculares, pero ahora, con el calentamiento de los océanos a un ritmo sin precedentes, Prochlorococcus se ve limitado por su genoma. No puede recuperar genes de respuesta al estrés que se descartaron hace mucho tiempo.
"Su temperatura de agotamiento es mucho más baja de lo que pensábamos", explicó Ribalet. Los modelos anteriores asumían que las células se dividirían a un ritmo que no pueden mantener porque carecen de la maquinaria celular para afrontar el estrés térmico.
Prochlorococcus es una de las dos cianobacterias que predominan en aguas tropicales y subtropicales. La otra, Synechococcus, es más grande, con un genoma menos estilizado. Los investigadores descubrieron que, aunque Synechococcus puede tolerar aguas más cálidas, necesita más nutrientes para sobrevivir. Si la población de Prochlorococcus disminuye, Synechococcus podría ayudar a cubrir la escasez, pero no está claro cómo afectaría esto a la cadena alimentaria.
"Si Synechococcus se impone, no es seguro que otros organismos puedan interactuar con ella de la misma manera que lo han hecho con Prochlorococcus durante millones de años", afirmó Ribalet.
Las proyecciones climáticas estiman las temperaturas oceánicas basándose en las tendencias de las emisiones de gases de efecto invernadero. En este estudio, los investigadores analizaron cómo podría comportarse Prochlorococcus en escenarios de calentamiento moderado y alto. En los trópicos, un calentamiento moderado podría reducir la productividad de Prochlorococcus en un 17 %, pero un calentamiento más avanzado la diezmaría en un 51 %. A nivel mundial, el escenario moderado produjo una disminución del 10 %, mientras que los pronósticos más cálidos redujeron Prochlorococcus en un 37 %. "Su área de distribución geográfica se expandirá hacia los polos, al norte y al sur", dijo Ribalet. "No van a desaparecer, pero su hábitat cambiará".
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