Las bacterias del fondo marino del Ártico están activas todo el año

A diferencia de las comunidades bacterianas del agua que se encuentran encima, las bacterias del sedimento del fondo marino en el Ártico apenas cambian con las estaciones.

Probablemente esto se deba a que en el fondo marino se encuentran disponibles durante todo el año algunos alimentos difíciles de digerir, según revela un estudio del Instituto Max Planck sobre la composición y función de las bacterias en el lecho marino frente al archipiélago de Svalbard, durante períodos alternos de noche polar y sol de medianoche.

El Ártico es frío y hostil a la vida, pero alberga una gran cantidad de microorganismos cuya actividad tiene un impacto significativo en la vida en nuestro planeta. Por ejemplo, las bacterias del fondo marino desempeñan un papel central en el procesamiento de la biomasa de organismos muertos, transformando así el contenido de carbono en sustancias difíciles de degradar que pueden permanecer almacenadas durante mucho tiempo.

Además del frío, una característica sorprendente de los hábitats polares es la inusual estacionalidad: el día y la noche no se alternan cada doce horas, sino que todo el año fluctúa entre el sol de medianoche y la noche polar. Esto tiene un impacto enorme en la producción primaria local, que depende de la luz solar. En verano, las algas diminutas prosperan en el agua del mar y también florece la vida en la tierra. En invierno, la producción primaria se paraliza en gran medida. Se han realizado pocas investigaciones sobre hasta qué punto las fuertes fluctuaciones resultantes en el aporte de materia orgánica influyen en las bacterias del fondo marino.

Para abordar esta brecha de conocimiento, un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, visitó el archipiélago de Svalbard en diferentes épocas del año para investigar la comunidad local de sedimentos bacterianos. Ahora presentan sus hallazgos en The ISME Journal.

Sorprendentemente, la comunidad bacteriana del fondo marino no se comporta como se esperaba teniendo en cuenta las condiciones ambientales. "Aunque el aporte de materia orgánica y su tasa de renovación varían mucho a lo largo del año, la composición de la comunidad bacteriana apenas cambia a primera vista", informa la investigadora principal Katrin Knittel en un comunicado.

Por tanto, las bacterias del fondo marino se comportan de forma muy diferente a las del agua, donde muchas de ellas presentan una marcada estacionalidad. "Las comunidades de bacterias bentónicas, es decir, las del fondo marino, son muy complejas", añade Knittel. "Eso es lo que los hace tan estables y robustos, y nos resulta muy difícil investigar su dinámica".

Para comprender mejor este comportamiento inesperado, Knittel y su equipo del Instituto Max Planck de Bremen han investigado la llamada diversidad funcional de las bacterias. ¿Cuánto cambia la actividad de las bacterias en el fondo del mar entre el sol de medianoche y la noche polar? Para averiguarlo, analice qué genes poseen las bacterias para descomponer los azúcares de las algas y en qué medida los utilizan.

"Si bien la composición de la comunidad bacteriana apenas difiere entre las estaciones, hemos descubierto que la expresión genética de las enzimas que degradan los carbohidratos cambia entre el invierno y la primavera", explica el primer autor Sebastian Miksch, que participó en el proyecto como parte de su tesis doctoral.

De este modo, las bacterias del fondo marino pueden utilizar material fresco que se hunde desde la columna de agua, especialmente en primavera y verano. Sin embargo, también pueden consumir material que ya esté presente en el fondo marino o se produzca allí. Las bacterias los mordisquean durante todo el año. Esta fuente de alimento es particularmente importante en invierno, cuando otros insumos escasean. Su disponibilidad a largo plazo estabiliza la comunidad bacteriana en el fondo marino.

"Estos hallazgos ocurren a escalas muy pequeñas, pero son importantes en un contexto más amplio: cuando las bacterias consumen los azúcares de las algas, liberan dióxido de carbono. Y el dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero muy importante", señala Knittel . Así, los diminutos habitantes del océano pueden influir en los procesos globales.