Las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono (CO2), además de provocar el calentamiento global del planeta, alteran la química de las aguas de los océanos, conduciéndolas hacia una progresiva acidificación. Esto tiene importantes repercusiones para los organismos marinos, sobre todo para aquellos que construyen caparazones o esqueletos de carbonato cálcico, como los corales, los moluscos y algunas especies del fitoplancton.
Las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono (CO2), además de provocar el calentamiento global del planeta, alteran la química de las aguas de los océanos, conduciéndolas hacia una progresiva acidificación. Esto tiene importantes repercusiones para los organismos marinos, sobre todo para aquellos que construyen caparazones o esqueletos de carbonato cálcico, como los corales, los moluscos y algunas especies del fitoplancton.
Ahora, un equipo del Instituto de Ciencias del Mar (Eva Calvo, Josep M. Gasol, Celia Marrasé y Carles Pelejero), junto con investigadores de la Linnaeus University de Kalmar, en Suecia, de la Universidad de la Laguna de Tenerife y del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC) han descubierto que los bacterias marinas también se ven afectadas por la acidificación marina de una manera. El resultado se acaba de publicar en la prestigiosa revista científica Nature Climate Change.
Las bacterias marinas juegan un papel crucial en el ciclo de elementos químicos clave para la vida, como el carbono, el nitrógeno o el fósforo. Actúan como degradadores primarios de la materia orgánica producida por las algas microscópicas de los océanos a través de la fotosíntesis, o de la materia que llega al mar a través de ríos y de las aguas residuales. Cuando las algas u otros organismos mueren son degradados por las bacterias, al realizar este proceso de degradación, las bacterias actúan como plantas depuradoras de mares y océanos.
A través del proceso de degradación, las bacterias liberan al agua elementos esenciales para la red trófica, como el nitrógeno o el fósforo. Lo que han descubierto los investigadores del ICM es que, en condiciones más ácidas, el metabolismo de las bacterias se altera significativamente. "Tienen que invertir energía adicional para poder activar mecanismos bioquímicos capaces de contrarrestar el estrés que supone la acidificación", explica Josep M. Gasol.
Se estima que los niveles de acidez de los océanos de la Tierra se triplicarán hacia finales de este siglo si las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono a la atmósfera continúan al ritmo actual.
El exceso de CO2 tiene un coste energético para las bacterias
Los investigadores establecieron varios experimentos con agua de la bahía de Blanes, y manipularon el contenido en nutrientes y la acidificación, inyectando CO2. Inicialmente, al analizar la composición de especies, los científicos pensaron que la respuesta de las bacterias era más bien modesta. Pero en el análisis posterior, realizado en Kalmar, con el fin de averiguar qué genes se activaban, se observó que las bacterias realizaban una adaptación molecular en condiciones de mayor acidez, lo que suponía un coste energético extra para las bacterias.
Esta adaptación molecular, se traduce en cambios en la cantidad de carbono que las bacterias deben procesar para cubrir sus necesidades metabólicas. "Por poner un ejemplo, es un poco lo que le pasa a un humano en condiciones de mucho frío: tiene que gastar energía para calentarse. Pues bien, las bacterias tienen que gastar energía para adaptarse a las condiciones más ácidas ", dice Josep M. Gasol.
"Hasta ahora, la investigación sobre los efectos globales de la acidificación oceánica en los ecosistemas marinos se había centrado, sobre todo, en evaluar posibles alteraciones en el proceso de la fotosíntesis de las algas", dice Carlos Pelejero, investigador ICREA en el ICM. "Ahora, nuestros análisis moleculares muestran que la acidificación marina altera directamente la regulación del metabolismo de las bacterias", explica Celia Marrasé.
Mil millones por litro de agua
En cada litro de agua de mar hay alrededor de mil millones de células bacterianas. De manera similar a como la microbiota intestinal influye en la salud de los seres humanos, las bacterias del mar juegan un papel importantísimo en la salud de los ecosistemas marinos. Además de la degradación de la materia orgánica, las bacterias también sintetizan vitaminas imprescindibles para las algas del fitoplancton y para otros organismos marinos.
"Para poder entender las consecuencias de la acidificación marina y del cambio climático en procesos marinos de importancia a escala global, como por ejemplo la productividad de los océanos, es esencial llevar a cabo estudios como el nuestro, donde se evalúa el papel de las bacterias en el océano del futuro", comenta Eva Calvo.
Artículo de referencia:
Bunse, C., Lundin, D., Karlsson, C.M.G., Akram, N., Vila-Costa, M., Palovaara, J., Svensson, L., Holmfeldt, K., González, J.M., Calvo, E., Pelejero, C., Marrasé, C., Dopson, M., Gasol, J.M., Pinhassi, J. (2016) Response of marine bacterioplankton pH homeostasis gene expression to elevated CO2. Nature Climate Change. http://dx.doi.org/10.1038/nclimate2914