Un nuevo estudio realizado por científicos de la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI, por sus siglas en inglés) y publicado en la edición de este lunes de 'Proceedings of the National Academy of Sciences' ha revelado que estos ecosistemas basados en microbios son sorprendentemente productivos y juegan un papel importante en la vida de la cadena alimenticia en las profundidades del océano.
Estiman que las comunidades microbianas de respiraderos hidrotermales en aguas profundas de todo el mundo pueden producir más de 4.000 toneladas de carbono orgánico por día, el componente básico de la vida. Esa es aproximadamente la misma cantidad de carbono de 200 ballenas azules, por lo que estos ecosistemas se encuentran entre los más productivos del océano por volumen.
Hasta la fecha, medir la productividad de las comunidades de microbios submarinos o la rapidez con que se oxidan los productos químicos y la cantidad de carbono que producen había sido casi imposible.
"Encontramos que las comunidades microbianas que viven debajo del lecho marino en los respiraderos pueden generar cantidades similares de carbono como las conocidas comunidades de animales sobre el lecho marino, como los gusanos tubulares, que son conocidos por ser tan productivos como los ecosistemas de la selva", dice el autor principal del estudio, Stefan Sievert, microbiólogo en WHOI.
"Las cantidades significativas de carbono que estos organismos producen diariamente proporcionan una fuente importante de alimento y energía para otros organismos en las profundidades del mar, donde generalmente hay mucho menos carbono disponible", afirma. A medida que el carbono de la vida marina en descomposición se hunde desde las aguas superficiales hasta las profundidades, las bacterias y otros microorganismos se aferran a él hasta que se marchita y se convierte en cartílago marino.
"Lo que baja de la superficie a estas profundidades no es demasiado, y no es muy digerible para la vida en aguas profundas", añade Jesse McNichol, quien dirigió este trabajo como estudiante en WHOI y es el primer autor del estudio.
Los microbios en los respiraderos obtienen su energía para vivir y crecer a través de la quimiosíntesis, alimentándose de un cóctel químico de fluidos hidrotermales calientes que emanan de la corteza del océano. Y ellos, a su vez, representan la base de la red alimenticia, proporcionando alimento para otros organismos que requieren materia orgánica preformada, al igual que los humanos.
"Así que los microbios juegan un papel importante al generar nuevas fuentes de carbono que otros organismos pueden consumir --apunta McNichol--. Basándonos en el área relativamente pequeña que las aberturas de ventilación ocupan del fondo marino, la productividad total es pequeña en comparación con lo que vemos en la superficie, pero un poco puede recorrer un largo camino en las profundidades del mar y también crea puntos calientes de actividad cerca de los respiraderos".
La medición de la productividad de las comunidades de microbios sub-sulfonarios ha sido una tarea desalentadora. Para lograrlo, los investigadores recolectaron muestras de microbios de un sitio de ventilación bien estudiado en el East Pacific Rise conocido como Crab Spa. Se recogieron los fluidos del respiradero en recipientes de muestreo de agua conocidos como muestreadores Isobaric Gas-Tight (IGT), que están diseñados para mantener las presiones extremas del entorno natural de aguas profundas donde viven los microbios.
"Si llevas los muestreadores a la superficie sin mantener la presión que existe en el lecho marino --explica Jeff Seewald, geoquímico de WHOI que desarrolló estos muestreadores y es coautor del estudio--, los gases disueltos en el fluido se desgasifican, similar a cuando se abre una botella de agua con gas. Esto puede cambiar la química del fluido y la actividad de los microbios".
En el laboratorio, se mantuvieron las presiones y temperaturas en el mar profundo mientras los investigadores agregaban sustancias químicas como nitrato, gas hidrógeno y oxígeno a las muestras. A través de este proceso, los investigadores pudieron medir las tasas a las cuales los microbios consumían productos químicos específicos y cómo de eficientemente los convertían en biomasa, un parámetro crítico para determinar la productividad del ecosistema microbiano.
Para hacerlo, los científicos de WHOI se vincularon con investigadores en Leipzig, Alemania, para emplear un novedoso método analítico conocido como NanoSIMS, lo que les permitió unir las identidades de los microbios con sus tasas de producción de carbono en diferentes condiciones de incubación a nivel de células individuales microbianas que muestran que los microbios conocidos como 'Campylobacteria' (anteriormente conocido como 'Epsilonproteobacteria') fueron los productores de carbono dominantes.
"Algunos de los microbios en las incubaciones duplicaron sus poblaciones en unas pocas horas --afirma Sievert--. Esto apunta a una biosfera bajo el suelo marino muy activa en los respiraderos de aguas profundas. Dado el papel fundamental que desempeñan estas comunidades microbianas en las profundidades oceánicas, los científicos están buscando formas nuevas y más rutinarias de medir la productividad a miles de kilómetros por hora. Esto apunta a una biosfera submarina muy activa en las profundidades marinas".
