Un microorganismo clave para la vida en los océanos está en peligro por el cambio climático

La vida en los océanos depende, en parte, de un pequeño organismo llamado Prochlorococcus, considerado el fotosintetizador más abundante de los mares. El futuro de este microbio está en juego, ya que un nuevo estudio advierte que el aumento de la temperatura en las grandes masas de agua podría provocar disminuciones drásticas en su biomasa y productividad.

La investigación, publicada en Nature Microbiology y liderada por científicos de la Universidad de Washington, analizó la tolerancia térmica de esta bacteria tras monitorear grandes extensiones del océano Pacífico tropical y subtropical durante más de una década. El hallazgo desafía predicciones previas sobre la capacidad de adaptación de esta especie clave frente al calentamiento global.

Cómo cambia la visión sobre el futuro de los océanos

El estudio reporta que Prochlorococcus muestra una elevada sensibilidad a los incrementos de temperatura del agua superficial. Los datos del artículo indican que las tasas de división celular del microbio aumentan con la temperatura hasta alcanzar un umbral cercano a los 28 °C. Más allá de ese límite, la división celular cae abruptamente, con una reducción de casi tres veces cuando la temperatura supera los 31 °C, un nivel observado en regiones tropicales actuales y proyectado para amplias zonas cerca de fines de siglo.

Según François Ribalet, autor principal y profesor de oceanografía de la Universidad de Washington, “su temperatura de agotamiento es mucho menor de lo que se pensaba”.

El documento científico sostiene que la pérdida de productividad podría significar una reducción de 17% y 51% en las regiones tropicales para finales de siglo, según el escenario climático analizado. El modelo contempla dos trayectorias: una de calentamiento moderado, con un aumento promedio de las temperaturas de la superficie del mar de 1,9 °C, y otra de calentamiento alto, con un alza de 3,8 °C para 2100, lo que haría que vastas zonas tropicales superen el umbral térmico de Prochlorococcus.

A nivel global, el descenso oscila entre 10% y 37%, respectivamente. Esta caída no solo reduce la biomasa del microbio, sino también la cantidad de carbono y nutrientes disponibles para toda la red trófica marina.

En palabras de Ribalet: “Durante mucho tiempo, los científicos pensaron que al Prochlorococcus le iría muy bien en el futuro, pero en las regiones más cálidas no les está yendo tan bien, lo que significa que habrá menos carbono (menos alimentos) para el resto de la red alimentaria marina”.

Cómo se midió la resistencia del microorganismo

El trabajo utilizó mediciones a bordo de 90 cruceros científicos realizados en los últimos diez años en el Pacífico tropical y subtropical. Los científicos emplearon un citómetro de flujo continuo, un instrumento que permite medir de forma automática y en tiempo real el tamaño y las características de cientos de miles de células presentes en el agua, llamado SeaFlow. Esta herramienta es capaz de analizar la fluorescencia de la clorofila de cerca de 800 mil millones de células fitoplanctónicas.

A través de esta tecnología y un modelo matemático de poblaciones, el equipo pudo calcular la tasa de división de Prochlorococcus en su entorno natural sin alterar las condiciones del hábitat. El estudio contrastó sus mediciones con experimentos de laboratorio y análisis adicionales, lo que permitió descartar el efecto de otros factores como la luz y la concentración de nutrientes.

La investigación comprobó que la disminución en la división celular y la abundancia de Prochlorococcus a altas temperaturas se debe al estrés térmico y no a la limitación de nutrientes. El artículo precisa: “El estrés térmico directo, y no la limitación de nutrientes, es el factor dominante que causa el declive observado tanto en las tasas de división como en la abundancia de Prochlorococcus en las regiones oceánicas más cálidas”.

Los expertos señalan que este microorganismo, tras millones de años de evolución en aguas cálidas y pobres en nutrientes, simplificó su genoma al descartar genes de respuesta al estrés por calor. Por este motivo, el estudio advierte que ahora enfrenta una limitación genética para adaptarse rápidamente a la aceleración del calentamiento global.

Las consecuencias del declive de Prochlorococcus en la red alimentaria marina

Los investigadores resaltan que la futura reducción de Prochlorococcus amenazaría múltiples niveles de las redes alimenticias marinas y los ciclos de carbono. De acuerdo con el artículo, una pérdida en la productividad y biomasa de este microbio reduciría el carbono orgánico que sostiene a otros organismos, desde pequeños herbívoros hasta grandes peces y mamíferos marinos.

El estudio alerta que, aunque otra cianobacteria llamada Synechococcus podría expandirse y ocupar parte del nicho liberado por Prochlorococcus, no está claro si cumple la misma función ecológica ni si los organismos superiores podrán alimentarse de la misma manera.

“Si Synechococcus toma el control, no es seguro que otros organismos puedan interactuar con él de la misma manera que lo han hecho con Prochlorococcus durante millones de años”, indicó Ribalet.

Los modelos climáticos utilizados por el equipo de científicos sugieren además que el hábitat de Prochlorococcus se desplazará progresivamente hacia latitudes más altas, lejos de las zonas tropicales y subtropicales. Este cambio podría alterar la estructura misma de los ecosistemas oceánicos en las próximas décadas.

Los autores reconocen que sus mediciones, aunque extensas, no cubren la totalidad de las poblaciones ni identifican posibles variantes especialmente tolerantes al calor. “Esta es la explicación más sencilla para los datos que tenemos. Si surge nueva evidencia de cepas resistentes al calor, nos alegraríamos de ese descubrimiento. Ofrecería esperanza para estos organismos cruciales”, finalizó Ribalet.