La luz del sol, la principal fuente de energía que sustenta los ecosistemas marinos, es capturada principalmente por bacterias, y no por las microalgas y las cianobacterias (también llamadas algas verde-azuladas), como se pensaba hasta ahora. Así lo recoge el trabajo de investigación publicado en la revista científica Science Advances, y que se enmarca dentro del proyecto Hotmix -del Plan Nacional de I+D en Ciencias Marinas-, coordinado por el catedrático Javier Arístegui, investigador del Instituto de Oceanografía y Cambio Global (Iocag) de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC).
El trabajo ha sido realizado por un equipo internacional de investigación liderado por Laura Gómez Consarnau, del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (México) y la Universidad de Southern California (EEUU), con participación, además del Iocag, del Instituto de Ciencias del Mar (ICM) del CSIC en Barcelona, junto a investigadores del Reino Unido, de Estados Unidos y de Australia.
"Las bacterias marinas que capturan luz y la transforman en energía bioquímica no son una rareza, como se pensaba hasta hace poco", señalan los científicos, y aclaran que si bien las bacterias heterótrofas se alimentan normalmente degradando materia orgánica, en el mar y otros sistemas acuáticos, algunas de ellas pueden realizar un tipo de 'fotosíntesis' gracias a dos pigmentos, la proteorodopsina y la bacterioclorofila. "Estos pigmentos transforman la luz en energía bioquímica, tal como hace la clorofila en las algas y plantas", subrayan.
Una de las principales aportaciones científicas del estudio radica en que hasta ahora no se había podido cuantificar cual era la contribución de cada uno de estos tres pigmentos (clorofila, bacterioclorofila y proterodopsina) en la captación de energía solar en los océanos. Es lo que ha hecho este equipo de investigación, que se embarcó en el barco oceanográfico Sarmiento de Gamboa, dentro del Proyecto Hotmix ( http://hotmixsarmiento2014.blogspot.com), para estudiar el Mediterráneo Oriental, uno de los mares más pobres en nutrientes del mundo, y compararlo con el Mediterráneo Occidental y el Atlántico.
Gracias a un método propio, han cuantificado el retinal (molécula que capta la luz y que es la parte activa de la proteorodopsina) en muestras de los tres mares. Además de cuantificar todos los pigmentos, los científicos han calculado su distribución geográfica y la cantidad de energía capturada por cada uno de los pigmentos. Los resultados revelan que, si bien la bacterioclorofila contribuye poco a la entrada de energía al mar, la proteorodopsina captura la misma cantidad de energía o más que la clorofila.
Paradigma
"El resultado marca un punto de inflexión porque rompe con el paradigma tradicional de que casi toda la luz del sol en los ecosistemas marinos es capturada por cianobacterias, microalgas y algas gracias a la clorofila", indican los investigadores en un escrito. También revela que la luz solar es una fuente de energía esencial para la supervivencia de comunidades bacterianas en aguas muy pobres en materia orgánica.
Los resultados del trabajo también contribuyen a arrojar luz sobre los organismos que están en la base de la cadena trófica marina y que sirven de sustento a numerosos organismos marinos. "Las bacterias que disponen de proteorodopsina tienen un metabolismo híbrido, de forma que pueden degradar materia orgánica, como hacen la mayoría de bacterias, pero también pueden capturar energía del sol. En ambientes muy pobres en materia orgánica, la captación de energía del sol les permite sobrevivir, crecer y generar biomasa", subrayan.
El trabajo sugiere que en los mares con menos nutrientes, como los giros subtropicales (las regiones más extensas de los océanos), la entrada de energía por esta vía es superior a la entrada por la fotosíntesis normal. Ante el progresivo calentamiento global de la superficie del océano debido al cambio climático, que está conduciendo a la disminución de la producción primaria por microalgas en mares tropicales y subtropicales, estos procesos podrían adquirir una relevancia aún mayor.
El proyecto Hotmix, está orientado hacia el estudio del océano profundo, uno de los ecosistemas más grandes del planeta Tierra, pero al mismo tiempo de los más desconocidos. Estudios recientes han demostrado que es mucho más dinámico de lo que se creía anteriormente, que responde al cambio global y que tiene una gran importancia en el secuestro del exceso de carbono en la atmósfera a causa de la actividad humana. Estudian desde la relación entre la distribución de las masas de agua, los ciclos biogeoquímicos (con espacial énfasis en el del carbono) y la diversidad y genómica de los microorganismos marinos.
