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Azúcares debajo de los pastos marinos

IMP de Microbiología Marina

Azúcar en el mar

Investigadores descubrieron grandes cantidades de azúcar debajo de las praderas de pastos marinos

6. Mayo 2022

Científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen informaron que los pastos marinos liberan grandes cantidades de azúcar, en gran parte en forma de sacarosa, en sus suelos: más de un millón de toneladas de sacarosa en todo el mundo. Tales altas concentraciones de azúcar son sorprendentes. Normalmente, los microorganismos consumen rápidamente azúcares libres en su entorno. Los científicos encontraron que los pastos marinos excretan compuestos fenólicos, y estos disuaden a la mayoría de los microorganismos de degradar la sacarosa. Esto asegura que la sacarosa permanezca enterrada debajo de los prados y no pueda convertirse en CO2 y regresar al océano y a la atmósfera.

Los pastos marinos forman exuberantes prados verdes en muchas áreas costeras de todo el mundo. Estas plantas marinas son uno de los sumideros globales de dióxido de carbono más eficientes de la Tierra: un kilómetro cuadrado de pastos marinos almacena casi el doble de carbono que los bosques en tierra, y 35 veces más rápido.


Manuel Liebeke y Nicole Dubilier frente al espectrómetro de masas Imaging del Instituto Max Planck de Bremen, un instrumento que fue esencial para la investigación actual.

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Manuel Liebeke y Nicole Dubilier frente al espectrómetro de masas Imaging del Instituto Max Planck de Bremen, un instrumento que fue esencial para la investigación actual.

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Científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, han descubierto que los pastos marinos liberan cantidades masivas de azúcar en sus suelos, la llamada rizosfera. Las concentraciones de azúcar debajo de la hierba marina fueron al menos 80 veces más altas que las medidas previamente en ambientes marinos. "Para poner esto en perspectiva: estimamos que en todo el mundo hay entre 0,6 y 1,3 millones de toneladas de azúcar, principalmente en forma de sacarosa, en la rizosfera de pastos marinos", explica Manuel Liebeke, jefe del Grupo de Investigación interacciones metabólicas del Instituto Max Planck de Microbiología Marina. "¡Eso es aproximadamente comparable a la cantidad de azúcar en 32 mil millones de latas de coca-cola!"

A los microbios les encanta el azúcar: Es fácil de digerir y está lleno de energía. Entonces, ¿por qué la sacarosa no es consumida por la gran comunidad de microorganismos en la rizosfera de pastos marinos? "Pasamos mucho tiempo tratando de resolver esto", dice la primera autora Maggie Sogin, quien dirigió la investigación en la isla italiana de Elba y en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina. "Lo que nos dimos cuenta es que los pastos marinos, como muchas otras plantas, liberan compuestos fenólicos a sus sedimentos".

El vino tinto, el café y las frutas están llenos de fenólicos, y muchas personas los toman como suplementos para la salud. Lo que es menos conocido es que los fenólicos son antimicrobianos e inhiben el metabolismo de la mayoría de los microorganismos. "En nuestros experimentos agregamos fenólicos aislados de pastos marinos a los microorganismos en la rizosfera de pastos marinos, y de hecho, se consumió mucha menos sacarosa en comparación con cuando no había fenólicos presentes".

¿Por qué los pastos marinos producen cantidades tan grandes de azúcares, para luego solo verterlos en su rizosfera? Nicole Dubilier, directora del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, explica: "Los pastos marinos producen azúcar durante la fotosíntesis. En condiciones de luz promedio, estas plantas utilizan la mayoría de los azúcares que producen para su propio metabolismo y crecimiento. Pero en condiciones de mucha luz, por ejemplo, al mediodía o durante el verano, las plantas producen más azúcar de la que pueden usar o almacenar. Luego liberan el exceso de sacarosa en su rizosfera, como una válvula de desbordamiento".

Curiosamente, un pequeño conjunto de especialistas microbianos son capaces de prosperar en la sacarosa a pesar de las condiciones desafiantes. Sogin especula que estos especialistas en sacarosa no solo pueden digerir la sacarosa y degradar los fenólicos, sino que también podrían proporcionar beneficios para el pasto marino al producir nutrientes que necesita para crecer, como el nitrógeno. "Tales relaciones beneficiosas entre las plantas y los microorganismos de la rizosfera son bien conocidas en las plantas terrestres, pero apenas estamos comenzando a comprender las interacciones íntimas e intrincadas de los pastos marinos con los microorganismos en la rizosfera marina", agrega.

Las praderas de pastos marinos se encuentran entre los hábitats más amenazados de nuestro planeta. "Al observar cuánto carbono azul, es decir, el carbono capturado por los ecosistemas oceánicos y costeros del mundo, se pierde cuando las comunidades de pastos marinos son diezmadas, nuestra investigación muestra claramente: no es solo el pasto marino en sí, sino también las grandes cantidades de sacarosa debajo de los pastos marinos vivos lo que resultaría en una pérdida de carbono almacenado. Nuestros cálculos muestran que si la sacarosa en la rizosfera de pastos marinos fuera degradada por microbios, al menos 1,54 millones de toneladas de dióxido de carbono se liberarían a la atmósfera en todo el mundo", dice Liebeke. "Eso es aproximadamente equivalente a la cantidad de dióxido de carbono emitido por 330,000 automóviles en un año".

Los pastos marinos están disminuyendo rápidamente en todos los océanos, y se estima que las pérdidas anuales son tan altas como el siete por ciento en algunos sitios, comparable a la pérdida de arrecifes de coral y selvas tropicales. Hasta un tercio de las praderas marinas del mundo podrían haberse perdido ya. "No sabemos tanto sobre pastos marinos como sobre hábitats terrestres", enfatiza Sogin. "Nuestro estudio contribuye a nuestra comprensión de uno de los hábitats costeros más críticos de nuestro planeta, y destaca lo importante que es preservar estos ecosistemas de carbono azul".

 
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