Algas unicelulares detectadas en el Ártico redefinen los límites de la vida en condiciones extremas

Un equipo de científicos de la Universidad de Stanford documentó por primera vez el movimiento activo de algas unicelulares dentro del hielo del Ártico a temperaturas de hasta -15 °C. Estos organismos, conocidos como diatomeas, lograron desplazarse por canales diminutos en el hielo, una marca que representa el valor más bajo registrado para la movilidad de células eucariotas, aquellas con núcleo diferenciado. El descubrimiento representa un avance en la comprensión de la vida en condiciones extremas y abre nuevas preguntas sobre la dinámica biológica del ecosistema polar.

Según la investigación, difundida por Standford Report, los científicos lograron visualizar el desplazamiento de las diatomeas semejante al patinaje sobre hielo. Para ello utilizaron microscopios especiales a bordo del buque de investigación Sikuliaq de la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos.

El crucero permitió la recolección de núcleos de hielo en doce puntos diferentes del Mar de Chukchi. El equipo, liderado por Manu Prakash, profesor asociado de bioingeniería, extrajo muestras y reprodujo el ambiente ártico en laboratorio. Las diatomeas se movieron por canales delgados en placas de hielo en condiciones controladas, lo que confirmó su capacidad para escapar del letargo aún en frío extremo.

De acuerdo con datos del estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, las diatomeas no solo sobrevivieron, sino que mantuvieron una actividad intensa hasta que el termómetro alcanzó los quince grados Celsius bajo cero.

Qing Zhang, autora principal y becaria posdoctoral en Stanford, explicó que la movilidad de estas células se basa en la secreción de una sustancia similar al moco. Este polímero permite que las diatomeas adhieran su superficie al hielo, generen una tracción que las impulsa hacia delante y avancen varios micrómetros por minuto bajo la capa glaciar.

Según los experimentos realizados en laboratorio, el mecanismo de desplazamiento depende del funcionamiento de proteínas actina y miosina. El proceso resulta análogo al sistema que en los seres humanos mueve los músculos. El equipo también evidenció que la versión ártica de las diatomeas se trasladó de forma más rápida que sus equivalentes en climas templados, lo que sugiere una posible ventaja evolutiva ante ambientes hostiles.

Kevin Arrigo, profesor del área de ciencias de la Tierra en Stanford, señaló que la presencia y actividad de diatomeas en el hielo cumple una función central en la red trófica polar. Al moverse, estos organismos podrían facilitar el transporte de nutrientes y energía a otros eslabones del ecosistema, desde peces hasta mamíferos superiores como el oso polar. El comportamiento de las diatomeas, que se organizan en patrones y dejan huellas químicas allí donde transitan, también podría influir en la formación y el deshielo de la capa glaciar. De todas maneras, todavía existen dudas sobre el impacto de estos procesos en ciclos biogeoquímicos y el equilibrio climático.

De acuerdo con las observaciones tomadas bajo el hielo con drones, la actividad de las algas resulta tan intensa que transforma la zona inferior del Ártico en una masa densa de color verde, invisible desde la superficie. El hallazgo llevó a los investigadores a reconsiderar la relevancia general de estos organismos para la estabilidad y el funcionamiento del ecosistema polar. Ante el avance del cambio climático y la reducción continua de la cubierta de hielo, comprender las adaptaciones biológicas a temperaturas extremas adquiere importancia estratégica.

El desarrollo tecnológico jugó un papel esencial en estos descubrimientos. Según el equipo de Stanford, la utilización de microscopios especializados y entornos experimentales replicó la microescala del hielo ártico. Esto permitió visualizar el desplazamiento real de las células. La creación de canales microscópicos con cabellos humanos y la aplicación de perlas fluorescentes para rastrear el movimiento dejaron evidencia directa del modo en que las diatomeas cruzan extensiones congeladas.

La expedición, financiada por la Fundación Nacional para la Ciencia y otros organismos filantrópicos, reunió a especialistas en biología, oceanografía y física. El grupo capturó imágenes, filmaciones submarinas y datos de comportamiento celular nunca obtenidos en ese contexto. Las conclusiones de este estudio podrían cambiar la perspectiva sobre los límites de la vida eucariota y servir de modelo para analizar la posible existencia de vida en otros planetas con temperaturas extremas.

Según Manu Prakash, el descubrimiento ofrece una oportunidad única para expandir el conocimiento sobre ramas enteras del árbol de la vida en riesgo de desaparecer por el derretimiento del hielo polar y por la reducción del apoyo económico a la exploración. Advirtió que recortes en el presupuesto de la Fundación Nacional para la Ciencia, estimados en un setenta por ciento, comprometerían la continuidad de estos proyectos y limitarían el acceso a datos clave para la ciencia internacional.

Los resultados de la investigación muestran que formas simples de vida desarrollan comportamientos altamente complejos sin depender de sistemas nerviosos, un fenómeno que asombra a la comunidad científica. Prakash, también miembro de múltiples institutos interdisciplinarios de Stanford, resaltó la importancia de la colaboración internacional y el acceso a infraestructura para sostener el avance de la ciencia polar.

En el futuro, estudios como este buscarán determinar el papel de las diatomeas en la regulación biológica del Ártico, evaluar su posible influencia en la formación de hielo y analizar si estas adaptaciones pueden aplicarse al diseño de tecnologías biomiméticas. La vida en el extremo polar persiste, se desplaza y desafía los límites impuestos por la naturaleza, mientras la comunidad científica procura entender su aporte al equilibrio global.