Madrid, España.- Un tipo sorprendentemente abundante de bacterias marinas que absorben la luz puede acelerar el cambio climático, según un estudio liderado por la Universidad del Sur de California (USC).
Las bacterias que contienen rodopsinas, un pigmento que atrapa el sol, son más abundantes de lo que se pensaba.
A diferencia de las algas, no extraen dióxido de carbono (CO2) del aire. Y es probable que se vuelvan más abundantes con el calentamiento de los océanos, lo que indica una mezcla de comunidades microbianas en la base de la cadena alimentaria donde se produce el trabajo esencial de conversión de energía.
"Los océanos son importantes para el cambio climático porque juegan un papel clave en el ciclo del carbono. Comprender cómo funciona eso y los organismos marinos involucrados nos ayuda a refinar nuestros modelos climáticos para predecir el clima en el futuro", dice Laura Gómez-Consarnau, asistente profesora de Biología en el USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences.
Los hallazgos, descritos en Science Adavnces, rompen con la interpretación tradicional de la ecología marina que se encuentra en los libros de texto, que establece que casi toda la luz solar en el océano es capturada por la clorofila en las algas.
En cambio, las bacterias equipadas con rodopsina funcionan como los automóviles híbridos, alimentados por materia orgánica cuando está disponible, como la mayoría de las bacterias, y por la luz solar cuando los nutrientes son escasos.
Las rodopsinas fueron descubiertas hace 20 años. Tienen sistemas de proteínas sensibles a la luz en sus membranas celulares que atrapan la luz solar, una adaptación análoga a la forma en que los bastones y conos en el ojo humano recogen la luz.
En este estudio, los investigadores tropezaron en una franja de 3.000 millas de largo del Océano Atlántico oriental y el Mar Mediterráneo en 2014. Tomaron muestras de microorganismos en la columna de agua hasta 200 metros en un intento de descubrir lo extendidas que están las rodopsinas y en qué condiciones se encuentran.
Descubrieron que los fotosistemas de rodopsina eran mucho más abundantes que los realizados previamente y se concentraban en aguas pobres en nutrientes. En tales zonas oligotróficas, superan a las algas al capturar la luz.
Mientras que estas últimas utilizan la luz solar y el CO2 para producir material orgánico y oxígeno, los pigmentos de rodopsina usan la luz para producir trifosfato de adenosina, la moneda de energía básica que impulsa muchos procesos celulares.
"Las rodopsinas parecen ser más abundantes en un océano pobre en nutrientes y, en el futuro, el océano será más pobre en nutrientes a medida que cambien las temperaturas --explica Gómez-Consarnau--. Por lo tanto, con menos nutrientes cerca de la superficie, las algas tendrán una fotosíntesis limitada y el proceso de rodopsina será más abundante.
Es posible que tengamos un cambio en el futuro, lo que significa que el océano no podrá absorber tanto carbono como lo hace hoy. Por lo tanto, puede quedar más gas CO2 en la atmósfera y el planeta puede calentarse más rápido".
Hasta ahora, las simulaciones por ordenador de cómo podría ser el calentamiento global en el futuro aún no explican este cambio microbiano.
Estudios anteriores han demostrado que las rodopsinas comprenden aproximadamente el 80 por ciento de las bacterias marinas, según análisis genéticos. Pero este es el primer estudio que mide realmente su concentración en el océano y dónde les gusta congregarse.
El estudio subraya cómo los científicos están aprendiendo nuevas vías por las cuales los organismos obtienen energía para vivir.
Por ejemplo, hace tiempo que saben que las plantas y las algas usan clorofila para convertir la luz solar y los nutrientes en azúcares; de hecho, aproximadamente la mitad de toda la fotosíntesis en la Tierra es realizada por algas en la superficie del océano.
Y descubrieron la vida en el fondo apoyada por la energía química de minerales y compuestos químicos liberados por respiraderos volcánicos de las profundidades oceánicas.
En esta investigación, aprendieron que las bacterias, consideradas durante mucho tiempo principalmente descomponedores en un ecosistema, pueden funcionar como un productor principal de energía en la superficie del océano.
"Estimamos que, dadas las concentraciones encontradas en el agua de mar, las rodopsinas podrían capturar más energía luminosa que la clorofila en el océano --dice Gómez-Consarnau--. Estos hallazgos cambian la suposición fundamental de que la biosfera marina solo es alimentada por la luz solar capturada por las clorofilas durante la fotosíntesis de algas".
También significa que, en el futuro, las comunidades microbianas probablemente cambiarán, lo que dará como resultado una menor fijación de carbono en el océano.
Para evaluar completamente cómo los hallazgos afectan la capacidad del océano para absorber gases de efecto invernadero, Gómez-Consarnau dice que los flujos de CO2 en los sistemas marinos deberán ser reevaluados y que los futuros modelos climáticos deberán incluir este metabolismo bacteriano.
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