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Ciencia, Tecnolog��a y Educaci��n Ambiental
Brasil | 22-09-2021

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El cambio climático alterará el funcionamiento de comunidades de microorganismos marinos, indica un estudio   
La investigadora Helena Carvalho, de la universidad de París, recoge muestras en el río Amazonas, durante una nueva expedición de Tara-Oceans que llegó a Brasil en septiembre de 2021
Agencia FAPESP ( Brasil )
André Juliao. Foto: Maéva Bardy/Fondation. Traducción Programa INFOAMBIENTE
El cambio climático alterará el funcionamiento de comunidades de microorganismos marinos, indica un estudio Un estudio firmado por un grupo internacional de investigadores apuntó que las interacciones entre las comunidades de plancton, microorganismos que forman la base de la cadena alimentaria de los océanos y producen gran parte del oxígeno del planeta, sufrirán diferentes impactos del cambio climático.

Las simulaciones computacionales sugieren que los organismos en los polos se verán especialmente afectados por el aumento de las temperaturas, mientras que los de las zonas templadas tendrán una reducción en el flujo de nutrientes y los de los trópicos sufrirán un aumento de la salinidad.

Las conclusiones, publicadas en la revista Science Advances, son el resultado de una modelización matemática realizada a partir del mayor inventario de plancton marino jamás realizado, entre 2009 y 2013, por la expedición Tara-Oceans. Durante el período, el velero viajó por todo el mundo recolectando muestras de estos microorganismos en todos los océanos del globo.

Los primeros resultados de la expedición se publicaron en 2015, en un número especial de la revista Science (lea más en: agencia.fapesp.br/21231/).

“Esa primera publicación hizo una fotografía de lo que existe de microorganismos en los océanos: las especies y la abundancia de cada uno. Fue uno de los mayores proyectos de secuenciación genética realizados hasta la fecha”, dice Hugo Sarmento, profesor del Departamento de Hidrobiología de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) y uno de los dos autores de instituciones brasileñas que participan en el presente estudio , apoyado por FAPESP.

“Al analizar los datos, sin embargo, nos dimos cuenta de que estos organismos dependen unos de otros para vivir, formando verdaderos consorcios microbianos. Hay muchas más interacciones de las que imaginamos y el cambio climático puede afectarlas considerablemente”, dice el investigador.

Sarmento fue uno de los investigadores a bordo del velero en 2009. El pasado domingo (19/09), el barco llegó nuevamente a Brasil, con su primera escala en Belém, para un nuevo proyecto, el AtlantECO. Centrado en el Atlántico Sur, reúne a investigadores de 13 países de Europa, Brasil y Sudáfrica.

Luego de recolectar muestras en las aguas del norte de Brasil, el velero también pasará por Salvador (octubre), Río de Janeiro y Florianópolis (noviembre). Luego se dirigirá a la Antártida y la costa africana. A su regreso a Francia, de donde partió en diciembre de 2020, la expedición habrá totalizado dos años de duración.

En Brasil, el proyecto también incluye expediciones científicas en el barco Alpha Crucis, del Instituto Oceanográfico de la Universidad de São Paulo (IO-USP), y en el Velero ECO, desarrollado en la Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC). Las otras instituciones brasileñas involucradas son la UFSCar, la Universidad Federal de Bahía (UFBA) y la Universidad Federal de Río Grande (FURG).

Consorcios microbianos
A partir de los datos recogidos en la expedición 2009-2013, y con la ayuda de herramientas estadísticas, los investigadores reconstruyeron las redes de interacciones entre microorganismos. Más que catalogar las 20.810 unidades taxonómicas operativas (equivalentes a especies) de microorganismos encontradas, por tanto, los investigadores identificaron 86.026 interacciones potenciales, que pueden ser positivas (simbiosis o mutualismo, por ejemplo) o negativas (como depredación o parasitismo).

“Si identificamos dos especies que siempre aparecen juntas, es posible que exista una interacción positiva ahí, es decir, una dependa de la otra. Pero si cada vez que uno aumenta el otro disminuye, puede haber una interacción negativa, uno se alimenta del otro, por ejemplo. Hicimos las comparaciones de estas más de 20 mil especies par a par y obtuvimos este número de interacciones potenciales, en las que cada especie es como un nodo en una red compleja”, explica el investigador.

Las especies ubicuas, que se encuentran en todo el mundo, eran una minoría. La mayoría de los organismos tienen una distribución que varía con la latitud, formando redes distintas en los polos, regiones templadas y en los trópicos.

Con base en esta información, junto con datos ambientales como temperatura, salinidad y disponibilidad de nutrientes, los investigadores simularon los efectos del cambio climático en cada una de estas comunidades.

Se sabe, por ejemplo, que cada especie solo se encuentra dentro de un cierto rango de temperatura. Con un aumento que puede superar los 3 °C previstos para fines de siglo, por ejemplo, algunas especies pueden dejar de existir en ese lugar. Y las comunidades que ahora tienen estas especies verían alterado todo su funcionamiento en el futuro.

“Ejecutamos estas simulaciones para distintos estresores. En la región templada, los cambios en el régimen de nutrientes parecen ser más importantes. Mientras que en los trópicos, la temperatura, aunque menor que en los polos, y la salinidad, son los mayores factores estresantes de las redes de plancton”, dice Sarmento.

En los polos, la temperatura es un factor aún más crítico. “Dado que los mayores incrementos ocurren precisamente en las regiones polares, podemos anticipar cambios importantes en el funcionamiento de estas comunidades, con importantes consecuencias para el equilibrio del sistema”, dice el investigador.

El estudio advierte que estos cambios podrían resultar en una menor producción de oxígeno, ya que los microorganismos marinos producen aproximadamente la mitad del gas en la Tierra. Además, pueden afectar la capacidad de los océanos para capturar y retener carbono de la atmósfera.

Actualmente, absorben una cuarta parte de los gases de efecto invernadero emitidos por la acción humana, como la quema de combustibles fósiles. Cambios en la actividad planctónica, por ende, pueden agravar aùn más el cuadro actual.

Las alteraciones pueden afectar aún la biomasa de plancton, que es la base de la cadena alimentaria marina. Con ello, es posible anticipar cambios en la distribución y cantidad de stoks pesqueros.

El otro coautor brasileño del estudio es Pedro Ciarlini Junger Soares, que realiza doctorado en la UFSCar bajo orientación de Sarmento y actualmente hace estadío de investigación en el Instituto de Ciencias del Mar (ICM), en España, ambos con beca de la FAPESP.

El artículo "Environmental vulnerability of the global ocean epipelagic plankton community interactome" puede leerse en: www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg1921.