IMP de Microbiología Marina

Descubren un jardín de esponjas en las profundidades del hielo marino Ártico

Enormes jardines de esponjas prosperan en la cima de los montes submarinos en el océano Ártico central, uno de los mares más oligotróficos de la Tierra, es decir, con niveles bajos de nutrientes.

10 de febrero de 2022

Las esponjas parecen alimentarse de los restos de una fauna extinta, pues los microorganismos las ayudan a explotar ese material como fuente de alimento y energía.

Científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, y sus socios internacionales descubrieron este singular punto de vida durante una expedición a bordo del buque Polarstern y explican sus hallazgos en un artículo publicado este martes en la revista 'Nature Communications'.

El Sistema de Observación del Fondo Oceánico (OFOS) del Instituto Alfred Wegener, operado desde el rompehielos de investigación POLARSTERN, representa una comunidad de docenas de esponjas, que varían en diámetro desde el tamaño de un centímetro hasta medio metro, tan densas que casi cubren los picos superiores de Langseth Ridge. Aumentar imagen
El Sistema de Observación del Fondo Oceánico (OFOS) del Instituto Alfred Wegener, operado desde el rompehielos de investigación POLARSTERN, representa una comunidad de docenas de esponjas, que varían en diámetro desde el tamaño de un centímetro hasta medio metro, tan densas que casi cubren los picos superiores de Langseth Ridge. [menos]

Poca comida llega a las profundidades debajo del Ártico permanentemente cubierto de hielo porque la luz limita la productividad de las algas. Sin embargo, los científicos han descubierto un ecosistema sorprendentemente rico y densamente poblado en los picos de volcanes submarinos extintos. Estos puntos calientes de vida estaban dominados por esponjas, que crecían allí en grandes cantidades y alcanzaban un gran tamaño.

"Al prosperar en la cima de montes submarinos volcánicos extintos de Langseth Ridge, encontramos enormes jardines de esponjas, pero no sabíamos de qué se alimentaban", indica la bióloga marina Antje Boetius, jefa de la expedición y del Grupo de Investigación de Ecología y Tecnología de Aguas Profundas en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina, y directora del Instituto Alfred Wegener en el Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (Alemania).

Al utilizar muestras recolectadas durante la expedición, Teresa Morganti, experta en esponjas del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, identificó cómo se adaptan al entorno más pobre en nutrientes. “Nuestro análisis reveló que las esponjas tienen simbiontes microbianos que pueden usar materia orgánica vieja. Esto les permite alimentarse de los restos antiguos", añade.

SIMBIOSIS

Las esponjas se consideran una de las formas más básicas de vida animal. Sin embargo, abundan en todos los océanos, desde los arrecifes tropicales poco profundos hasta las profundidades del Ártico. Muchas albergan una comunidad compleja de microorganismos en una relación simbiótica, lo que contribuye a la salud y nutrición de las esponjas al producir antibióticos, transferir nutrientes y eliminar excreciones.

Esto también se da en las esponjas 'Geodia', que dominaban la comunidad en las montañas submarinas del Ártico. Hace miles de años, las sustancias que se filtraban desde el interior del lecho marino sustentaban un rico ecosistema, hogar de una variedad de animales. Cuando se extinguieron, quedaron sus restos. Ahora estos forman la base de este inesperado jardín de esponjas.

 

El análisis de los microorganismos apoyó la hipótesis de los investigadores. "Los microbios tienen la caja de herramientas adecuada para este hábitat", recalca Ute Hentschel, del Centro Geomar Helmholtz para la Investigación Oceánica en Kiel, quien llevó a cabo los análisis microbiológicos con su equipo y añade: “Los microbios tienen genes para digerir partículas refractarias y materia orgánica disuelta, y utilizarla como fuente de carbono y nitrógeno, así como una serie de fuentes de energía química disponibles allí”.

 

Los científicos también demostraron que las esponjas actúan como ingenieros de ecosistemas: producen espículas (unidades esqueléticas) que forman una estera sobre la que se arrastran. Esto puede facilitar aún más la sedimentación local de partículas y materiales biogénicos.

ECOSISTEMA ÚNICO

Langseth Ridge es una cadena montañosa submarina no lejos del Polo Norte que se encuentra debajo de la superficie del agua permanentemente cubierta de hielo. Allí, la biomasa de esponjas era comparable a la de suelos de esponjas menos profundos y con un aporte de nutrientes mucho mayor.

 

“Es un ecosistema único. Nunca antes habíamos visto algo así en el alto Ártico central. En el área de estudio, la productividad primaria en el agua suprayacente proporciona menos de un 1% de la demanda de carbono de las esponjas. Por lo tanto, este jardín de esponjas puede ser un ecosistema transitorio, pero es rico en especies, incluidos corales blandos”, explica Boetius.

El Ártico es una de las regiones más afectadas por el cambio climático. "Antes de nuestro estudio, no se había identificado ningún suelo de esponja similar en el alto Ártico central, un área del océano cubierto de hielo que sigue sin estudiarse dadas las dificultades asociadas con la observación y el muestreo de ecosistemas de aguas profundas cubiertos de hielo", subraya Morganti.

Boetius concluye: “Con la rápida disminución de la capa de hielo marino y el cambio del entorno oceánico, un mejor conocimiento de los ecosistemas de puntos críticos es esencial para proteger y gestionar la diversidad única de estos mares árticos bajo presión”.

 
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