Investigadores de la Universidad de La Laguna, la Universidad de Viena y otros centros de investigación han encontrado que ciertas bacterias de la capa mesopelágica, entre los 200 y los 1.000 metros de profundidad de los océanos, pueden fijar CO2 con azufre inorgánico como única fuente de energía. Federico Baltar, de la institución austriaca, y José Manuel González Hernández, del Área de Microbiología del centro tinerfeño, dirigen el estudio que ha sido publicado por Nature Microbiology.
A pesar de ser invisibles, los microorganismos tienen una gran importancia en el ciclo global del carbono debido a su abundancia y su actividad. Por ejemplo, las algas unicelulares y las cianobacterias de los océanos son responsables de, aproximadamente, la mitad de la fijación global de CO2, proceso que es solo una parte del ciclo global del carbono, ya que prácticamente toda esa materia orgánica se remineraliza de nuevo debido a la actividad de una gran diversidad de bacterias que se encuentran en la columna de agua.
Hay menos información sobre la relevancia que tiene el proceso de fijación de CO2 en zonas profundas donde no llega la luz solar. Las dificultades para hacer investigación son obvias, pues son zonas menos accesibles y, por tanto, están menos estudiadas que la superficie donde penetra la luz solar (zona fótica).
Esta zona fótica apenas es una fina capa en comparación con el océano oscuro, el cual supone un ambiente mucho más extenso: la profundidad media del océano es de 4 kilómetros, mientras que la luz no penetra a partir de entre los 50 y los 200 metros. Dada la importancia del equilibrio dinámico del carbono en la atmósfera, a la comunidad científica le interesa conocer aquellos procesos biológicos que regulan su transformación. Los microorganismos de los océanos, los cuales se estima que suponen alrededor de 2/3 de la biomasa en el medio marino, tienen un papel central en la biosfera.
Punto de muestreo en la plataforma de hielo del Mar de Ross. El hueco mide aproximadamente 30 cm de diámetro y 400 m de profundidad hasta llegar al agua líquida. En este ambiente gélido se encontró por primera vez cierto grupo de bacterias
que domina la comunidad de las oxidadoras de azufre. Solo ha habido dos expediciones en las que se ha conseguido alcanzar el agua líquida bajo el hielo, la primera en 1977 y la segunda en 2017, a pesar de los múltiples intentos. Foto: F. Baltar.
Este estudio es una continuación de uno anterior del mismo grupo de investigadores sobre el bacterioplancton bajo la capa del Mar de Ross en la Antártida. En este artículo, publicado en la revista Nature Communications, se sugiere la existencia de bacterias que utilizan especies de azufre o de nitrógeno como fuente de energía. Además, encuentran que la diversidad de bacterias es similar a la de otras zonas de los océanos.
En la misma línea de investigación, el equipo ha publicado un artículo en la prestigiosa revista Nature Microbiology, en el cual se aportan más detalles sobre los microorganismos bajo la capa de hielo de la Antártida y del océano profundo. Describe un grupo de bacterias abundantes en zonas polares, como se había encontrado en principio, pero también en el resto de regiones oceánicas del planeta, aunque solo en el océano oscuro.
Viven en ambientes que abarcan desde las aguas gélidas, de menos de 0º C de temperatura en los polos, a zonas más templadas cerca del ecuador. Estas bacterias tienen la capacidad de utilizar distintos compuestos de azufre inorgánico. El azufre elemental, el sulfhídrico y otros derivados del azufre inorgánico, les sirven como fuente de energía para poder sobrevivir en este ambiente tan extenso y, a la vez, tan escaso en fuentes de energía. En el artículo, los investigadores aplican técnicas moleculares y de bioinformática para estudiar los microorganismos que habitan en esta parte del planeta.
Como resultado, el estudio aporta nuevos datos experimentales sobre la capacidad de fijación de CO2 en estos microorganismos, los cuales señalan a este grupo de bacterias como dominante en el proceso de oxidación de azufre inorgánico en el mesopélagico.
El nuevo artículo se añade a otros anteriores sobre el importante papel que juegan los microorganismos, en particular aquellos que se encuentran en un ambiente como el oceánico. El ciclo global del carbono es complejo, con múltiples piezas del puzle, muchas de las cuales juegan un papel central pero poco conocido. La investigación aporta información sobre los procesos de los ciclos de los elementos, azufre y carbono, en los cuales la actividad de los microorganismos tiene especial relevancia como regulador en última instancia de la composición de la atmósfera.
