La “bomba biológica” del océano Antártico: revelan el rol clave de una microalga en la captura de carbono

El océano Antártico ocupa un lugar central en el equilibrio climático mundial gracias a su capacidad para captar dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera. Según una investigación de la NASA, “absorbe mucho más carbono de la atmósfera del que libera”.

Aunque este proceso resulta esencial para mitigar el cambio climático, los mecanismos y las especies responsables siguen sin ser comprendidos del todo. La función exacta de los distintos organismos marinos y las condiciones ambientales en el secuestro de carbono son objeto de investigación científica intensa.

Un equipo internacional de investigadores publicó en Nature Geoscience un estudio que emplea tecnologías de ADN antiguo para reconstruir la historia reciente de la productividad marina antártica. La investigación se centra en el impacto de las floraciones algales en la reducción del CO₂ atmosférico durante la llamada Antarctic Cold Reversal (ACR), un episodio de enfriamiento ocurrido hace unos 14.000 años.

El artículo aporta evidencias inéditas sobre el papel dominante de la microalga Phaeocystis antarctica en el proceso de captación de carbono.

La importancia de Phaeocystis en la captación de carbono

Según los resultados, durante el ACR la microalga actuó como el principal organismo encargado de captar carbono a través de la fotosíntesis, superando en importancia a otros grupos como las diatomeas. El equipo identificó que, en ese período, Phaeocystis representó más del 60% de la comunidad de productores primarios, mientras que las diatomeas del género Fragilariopsis constituyeron alrededor del 15%.

En palabras de los autores: “La haptofita P. antarctica domina la comunidad fotoautotrófica durante el ACR, comprendiendo más del 60%”, y, aunque señalan el acompañamiento de otros grupos, su presencia fue considerablemente menor. Esta composición resultó en una intensa absorción de CO₂, que se almacenó en aguas profundas y sedimentos oceánicos, fenómeno conocido como bomba biológica de carbono.

El análisis del índice Ba/Fe, que compara las concentraciones de bario y hierro en los sedimentos, aporta una prueba independiente del aumento de la productividad biológica durante el ACR. Un valor alto de este índice indica que hubo más actividad de organismos en la superficie del mar, como lo señala el estudio: “observamos una alta relación Ba/Fe durante el ACR rico en Phaeocystis, lo que sugiere aumentos de productividad y captación de CO₂ dentro de la columna de agua”.

La investigación mostró que cuando había más Phaeocystis antarctica en el océano, los niveles de CO₂ en la atmósfera tendían a bajar, es decir, existía una relación inversa entre la presencia de esta microalga y el gas de efecto invernadero. Al mismo tiempo, se observó que, en los momentos de mayor presencia de estas microalgas, aumentaba el valor del indicador Ba/Fe, que señala una mayor cantidad de carbono capturado y transportado hacia el fondo marino. En otras palabras, a mayor cantidad de estas algas, más carbono era retirado de la atmósfera y almacenado en el océano, lo que hacía más eficiente este proceso natural de limpieza del aire.

El estudio resalta que mientras otros grupos exhiben menor eficacia en la exportación de carbono, “P. antarctica exhibe una absorción y exportación significativamente mayor de CO₂ en comparación con las diatomeas y puede lograr una tasa fotosintética casi máxima con baja irradiancia, como bajo el hielo marino”. Esto posiciona a Phaeocystis como un actor clave en la estabilidad climática durante eventos fríos con importante presencia de hielo marino.

Un estudio basado en tecnologías de ADN antiguo

La investigación aplicó tecnologías genéticas de vanguardia para descifrar los cambios en la vida marina antártica durante los últimos 14.000 años. El análisis se centró en un núcleo de sedimento recolectado a casi 2.000 metros de profundidad en el Estrecho de Bransfield, al norte de la península antártica.

A través de la técnica de ADN antiguo marino, conocida como sedaDNA, los investigadores lograron identificar especies y variaciones en la comunidad biológica marina, incluso en el caso de organismos como Phaeocystis, que no dejan fósiles visibles en los registros tradicionales. Este avance permitió superar una limitación clave de los estudios paleoclimáticos previos, donde muchas especies quedaban fuera del análisis por no dejar restos reconocibles.

Para fortalecer sus conclusiones, el equipo integró la secuenciación masiva de ADN con análisis químicos de los sedimentos, midiendo niveles de bario y hierro. Un aumento en la relación entre estos elementos se reconoce como señal de mayor productividad biológica y captura de carbono en la columna de agua, datos cruciales para interpretar los cambios históricos en el océano Austral. Además, los investigadores emplearon herramientas bioinformáticas avanzadas y modelos estadísticos sólidos, lo que les permitió cruzar información genética, ambiental y geoquímica.

Gracias a esta combinación de técnicas, el estudio demostró que los períodos con abundancia de Phaeocystis coincidieron con condiciones que favorecieron una mayor actividad biológica y una captación más eficiente de CO₂. Este enfoque multidisciplinario abre nuevas posibilidades para reconstruir el pasado climático marino y anticipar cómo podrían responder los ecosistemas oceánicos ante los cambios futuros.

Nuevas perspectivas para el estudio del clima y los océanos

El hallazgo de este trabajo amplía la comprensión sobre cómo las variaciones en la composición del fitoplancton pueden modificar los flujos globales de carbono y afectar el clima. Se subraya que “esto proporciona la pieza de evidencia que faltaba para identificar la productividad pasada del fitoplancton antártico como un importante mecanismo de retroalimentación negativa en el ciclo global del carbono durante un periodo de calentamiento global”. Es decir, la abundancia de Phaeocystis en el pasado actuó como un factor estabilizador climático.

Sin embargo, el equipo advierte que la tendencia actual hacia una menor extensión de hielo marino, debido al aumento de las temperaturas globales y al cambio climático, representa una amenaza para esta microalga. La desaparición de estas floraciones algales relevantes podría alterar el equilibrio de los ecosistemas de la región, lo que podría llevar a una menor retención de carbono en el océano y una mayor acumulación de CO₂ en la atmósfera.

Además, el trabajo enfatiza que Phaeocystis produce dimetil sulfuro (DMS), un gas responsable de promover la formación de nubes y, por consecuencia, aumentar la reflexión solar. La desaparición de estas algas reduciría la formación de nubes y dificultaría la regulación del clima, lo que podría intensificar aún más los efectos del cambio climático.

El trabajo muestra que combinar tecnologías genéticas y análisis de sedimentos permite entender mejor cómo el océano influyó en el clima del pasado y anticipar posibles cambios futuros. Los investigadores destacan la importancia de profundizar en el estudio de organismos marinos clave para prever transformaciones en el clima global.