A simple vista, las aguas de la Antártida parecen todas iguales. Un inmenso océano de tonos azul oscuro y blanco donde el hielo domina el paisaje y donde pingüinos, focas y ballenas encuentran uno de los últimos grandes refugios salvajes del planeta. Sin embargo, bajo esa aparente uniformidad existe un universo invisible que cambia de una corriente a otra, de una profundidad a otra y de una masa de agua a otra. Son millones de microorganismos —bacterias, arqueas, hongos, protistas y diminutas algas— que, aunque imperceptibles para el ojo humano, sostienen buena parte del funcionamiento del planeta. Regulan los ciclos del carbono y de los nutrientes, alimentan la base de la cadena trófica y ayudan a que los océanos absorban parte del dióxido de carbono que emitimos a la atmósfera. Ahora, un equipo internacional de investigadores, con participación del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), ha dado un paso decisivo para comprender mejor ese mundo microscópico. El estudio demuestra por primera vez que cada masa de agua marina posee una comunidad microbiana característica, una especie de «huella biológica» que refleja su historia, sus condiciones ambientales y su papel dentro del ecosistema. Los resultados, publicados en la revista BMC Biology, ofrecen una nueva forma de interpretar el océano y pueden convertirse en una herramienta clave para la conservación de la Antártida. Durante décadas, la microbiología marina ha estudiado qué microorganismos viven en cada punto del océano y ello a pesar de que el mar no es un sistema inmóvil. Las corrientes desplazan enormes volúmenes de agua a miles de kilómetros, mezclando temperaturas, salinidades, nutrientes y organismos y cada una de esas masas de agua posee una identidad física propia y ahora también se sabe que mantiene una firma biológica. «Con este trabajo hemos querido plasmar una mirada más dinámica de los ecosistemas marinos, porque el océano no es estático, sino que cambia continuamente», explica la investigadora del MNCN-CSIC Mireia Mestre. «Tradicionalmente se ha estudiado la microbiología marina de manera localizada; en este trabajo incorporamos de forma integral el contexto oceanográfico, tratándolo como un componente esencial del análisis, lo que nos permite una interpretación mucho más completa del sistema», señala. Para llegar a esta conclusión, el equipo analizó muestras de agua recogidas entre uno y 400 metros de profundidad en el Estrecho del Gerlache, una de las zonas más productivas del Océano Austral y candidata a convertirse en área marina protegida. No solo estudiaron microorganismos procariotas —bacterias y arqueas—, sino también microorganismos eucariotas, tanto de vida libre como asociados a partículas en suspensión. El resultado fue una radiografía mucho más completa del funcionamiento del ecosistema. El trabajo introduce un novedoso concepto como es la «huella microbiana de las masas de agua». De la misma manera que cada bosque tiene unas especies vegetales características o cada suelo alberga una comunidad específica de microorganismos, cada masa de agua posee una combinación única de microbios que actúa como un indicador de sus propiedades ecológicas. Esta firma biológica permite conocer no solo qué organismos viven allí, sino también cómo funciona esa masa de agua, qué papel desempeña dentro del ecosistema y cómo puede responder a los cambios ambientales. Los investigadores consideran que este enfoque podría aplicarse en otras regiones marinas del planeta para mejorar el seguimiento del estado ecológico de los océanos y detectar alteraciones antes de que sean visibles a gran escala. Cuando cambian los microbios, cambia todo Aunque apenas representan una fracción del tamaño de otros organismos marinos, los microorganismos sostienen el funcionamiento del océano. Son responsables de reciclar nutrientes, transformar materia orgánica y participar en el secuestro biológico de carbono, uno de los mecanismos naturales más importantes para reducir la concentración de CO₂ atmosférico. Por eso, pequeñas modificaciones en estas comunidades pueden desencadenar efectos mucho mayores. El estudio detecta que las alteraciones en temperatura, salinidad y deshielo asociadas al cambio climático ya están modificando la composición microbiana del Estrecho del Gerlache.Uno de los cambios más llamativos afecta a las diatomeas, microalgas microscópicas que constituyen uno de los principales alimentos del kril antártico. «Hemos observado que las diatomeas están disminuyendo a la vez que aumentan los criptófitos, dos tipos de microorganismos muy distintos», explica la investigadora Alicia Prior. Puede parecer un cambio menor pero no lo es teniendo en cuenta el efecto dominó del océano: el kril se alimenta preferentemente de diatomeas, a su vez este constituye la base alimentaria de ballenas, focas, pingüinos y numerosas especies de peces y aves marinas. De manera que si disminuyen las diatomeas, todo el equilibrio del ecosistema puede alterarse ya que, además, desempeñan un papel esencial en la denominada bomba biológica de carbono: capturan dióxido de carbono mediante la fotosíntesis y, cuando mueren, parte de ese carbono se hunde hacia el fondo marino, donde puede permanecer almacenado durante siglos. «El Océano Austral es hoy uno de los sistemas más eficientes de secuestro de carbono atmosférico. Si disminuyen el kril y las diatomeas, también lo hará la cantidad de carbono que se transporta desde la atmósfera hasta el fondo del océano», advierte Prior. Uno de los aspectos más curiosos del estudio demuestra hasta qué punto todos los elementos del ecosistema están conectados. Los investigadores comprobaron que algunas masas superficiales de agua contienen microorganismos de origen terrestre procedentes de las grandes colonias de pingüinos situadas en el extremo norte de la Península Antártica. El agua del deshielo atraviesa estas colonias, incorpora microorganismos presentes en el suelo y los transporta hacia el mar, donde continúan viajando con las corrientes. «Es interesante ver cómo el deshielo afecta a las comunidades microbianas, pero también cómo estos efectos están condicionados por la historia de cada masa de agua», señala Juan Höfer, investigador del proyecto ICEMELT. El equipo también ha confirmado la presencia generalizada de hongos marinos en todas las aguas analizadas, especialmente en profundidad, donde desempeñan un papel fundamental reciclando materia orgánica, un proceso todavía muy poco estudiado en el Océano Austral. Más allá del interés científico, los resultados tienen una aplicación directa para la conservación. El Estrecho del Gerlache es una de las zonas con mayor biodiversidad de la Antártida y uno de los espacios propuestos para incorporarse a la red de áreas marinas protegidas. Conocer cómo funcionan sus comunidades microbianas permitirá evaluar mejor el estado de salud del ecosistema y detectar con mayor rapidez los efectos del cambio climático o de otras perturbaciones humanas.