La cianobacteria que más oxígeno produce en el planeta peligra por el calentamiento: “No sabemos qué pasará”

Las diminutas cianobacterias del género Prochlorococcus tienen un papel tan relevante que hay quien las ha llamado “el microorganismo que hace funcionar el planeta en secreto”. Hasta mediados de los años 80, cuando Penny Chisholm y su equipo cribaron los océanos con una nueva herramienta y sacaron a la luz su existencia, nadie sospechaba que un bichito de menos de una micra pudiera ser tan crucial a escala planetaria y producir hasta el 20% del oxígeno. 

Un trabajo liderado por François Ribalet, de la Universidad de Washington, apunta ahora a que, a diferencia de lo que se había observado en pruebas de laboratorio, estas bacterias son más vulnerables al cambio climático de lo que se creía. Y la noticia es un mazazo, porque hasta ahora se pensaba que un aumento de la temperatura del océano las beneficiaría. 

“Su temperatura de agotamiento es mucho más baja de lo que pensábamos”, explica Ribalet. “Los modelos anteriores asumían que las células continuarían dividiéndose a un ritmo que no pueden mantener porque carecen de la maquinaria celular para afrontar el estrés térmico”. Esto se traduce que este microorganismo podría experimentar reducciones poblacionales de hasta un 51% en los océanos tropicales para el año 2100 en escenarios de calentamiento moderado y alto. 

Consecuencias drásticas

Los nuevos hallazgos, publicados este lunes en la revista Nature Microbiology, se basan en datos recopilados durante una década en barcos que navegan por el océano Pacífico. Los resultados muestran que la tasa de división celular de estas bacterias varía con la latitud, posiblemente debido a la cantidad de nutrientes disponibles, la luz solar o la temperatura.

Los proclorococos se multiplican con mayor eficiencia en agua a una temperatura de entre 19 y 29 ºC, pero por encima de 29 ºC, la tasa de división celular se desplomó, reduciéndose a tan solo un tercio de la observada a 19 ºC. La abundancia celular siguió la misma tendencia.

Operaciones científicas durante los cruceros de investigación.

Los investigadores vieron que un calentamiento moderado en los trópicos podría reducir la productividad de los proclorocos en un 17%, pero un calentamiento más intenso la diezmaría en un 51%. A nivel mundial, el escenario moderado produjo una disminución del 10 %, mientras que los pronósticos más cálidos redujeron Prochlorococcus en un 37%. “Su distribución geográfica se expandirá hacia los polos, al norte y al sur”, concluye Ribalet. “No van a desaparecer, pero su hábitat cambiará”. Y este cambio, advierte, podría tener consecuencias drásticas para los ecosistemas subtropicales y tropicales.

Por otro lado, en el océano, la mezcla transporta la mayoría de los nutrientes a la superficie desde las profundidades y esto ocurre más lentamente en aguas cálidas, por lo que las aguas superficiales en las regiones son escasas en nutrientes. Las cianobacterias son uno de los pocos microbios que se han adaptado a vivir en estas condiciones.

“En alta mar, en los trópicos, el agua es de un azul brillante y hermoso porque contiene muy pocos microorganismos, aparte de Prochlorococcus”, explica Ribalet. Los microbios pueden sobrevivir en estas zonas porque, al ser tan pequeños, requieren muy poco alimento. Su ausencia puede tener efectos en cascada, puesto que su actividad sustenta la mayor parte de la cadena alimentaria marina, desde pequeños herbívoros acuáticos hasta ballenas.

Un recambio limitado

Aunque Prochlorococcus no es la única cianobacteria que produce oxígeno en aguas tropicales y subtropicales, parece que sus posibles sustitutos no están tan bien preparados como estos para cumplir su papel. La otra bacteria de este tipo, Synechococcus, es más grande y, aunque puede tolerar aguas más cálidas, los investigadores han visto que necesita más nutrientes para sobrevivir. 

En otras palabras, podría contribuir a cubrir la escasez, pero no está claro cuál sería el impacto en la cadena alimentaria. “Si Synechococcus toma el control, no es seguro que otros organismos puedan interactuar con él de la misma manera que lo han hecho con Prochlorococcus durante millones de años”, sostiene Ribalet.

El español Carlos Duarte, uno de los biólogos marinos más destacados del mundo, recuerda que estos resultados no son estrictamente una novedad y que los trabajos de la investigadora española Susana Agustí ya apuntaban en este sentido. “Prochlorococcus mide entre 0,3 y 0,4 micras de diámetro y realmente es una maravilla de la biotecnología, pero tiene una capacidad adaptativa limitada”, explica a elDiario.es. 

En opinión del especialista, este resultado no significa que las áreas tropicales y subtropicales del océano vayan a quedar desprovistas de plancton, sino que serán progresivamente sustituidas por otras. “Pero incluso Synechococcus tiene un límite a cuánto calentamiento puede resistir”, advierte. “Y en algunos mares ya muy cálidos, como el Mar Rojo, ya hemos visto que están al borde de su límite térmico”. 

Motivos para cierta alarma

Xosé Anxelu G. Morán, investigador del Centro Oceanográfico de Gijón/Xixón (IEO-CSIC) experto en proclorococos, destaca la sorpresa que supone este resultado para la comunidad científica. “Lo que vienen a decir es que el aumento de la temperatura en las zonas tropicales no va a dar como resultado más proclorococos, sino menos, y eso es preocupante, en el sentido de que no sabemos qué va a pasar”, señala. “Está claro que se va a reorganizar el sistema, pero ¿qué van a comer los depredadores naturales que lo consumían? Puede haber efectos cascada que pueden dar lugar a un ecosistema distinto”.

“Si desparecen estas bacterias en esas zonas, que son las más extensas del océano, lo que dicen los autores es que otras especies no van a compensar la pérdida”, asegura el experto. “Y si tenemos menos masa de productores primarios, las consecuencias pueden ser bastante importantes y puede que dramáticas en el futuro. Este resultado nos pone en cierta situación de alarma, porque pensábamos que se iban a sustituir”. 

Cultivos de laboratorio de cepas de ‘Prochlorococcus’.

Basándose en datos globales de abundancia de Prochlorococcus, un estudio previo estimó que sus poblaciones podrían incrementarse hasta casi el 30% a finales de siglo, recuerda Laura Alonso-Sáez, investigadora principal de funcionamiento de los ecosistemas marinos en AZTI. “Los patrones son lo suficientemente robustos para mostrar que Prochlorococcus es altamente vulnerable al rango de temperaturas al que se enfrentará a corto-medio plazo”, explica al SMC. “Una disminución drástica de su abundancia podría tener importantes implicaciones a nivel biogeoquímico y que escalen a lo largo de las redes tróficas marinas”. 

En general, hay una tendencia global documentada desde hace décadas hacia una expansión de los desiertos oceánicos, apunta Duarte, que son estas zonas que ocupan más o menos el 70% de toda la la superficie del océano. “Esa tendencia no solamente tiene que ver con el aumento de temperatura, sino con la diferencia térmica entre las aguas que están más abajo, que hace que sea más difícil mezclarlo y que lleguen los nutrientes”, señala. “Eso tendrá también una consecuencia importante sobre la producción pesquera de los océanos, con efectos en el suministro de alimentos global”.

En otras palabras, la disminución de estas cianobacterias no tendrá impacto en la producción de oxígeno en el planeta, subraya Duarte, pero sí afectará a la capacidad de mantener la producción pesquera de la que dependemos nosotros para nuestra alimentación. “El océano todavía tiene margen para resistir el calentamiento— concluye—, pero ese margen es cada vez más estrecho”.