Un equipo internacional de científicos de la Universidad del Sur de California ha logrado estudiar la enorme diversidad de los microbios marinos en ocho estrategias metabólicas principales. Este avance permite entender mejor el papel de estos organismos en el reciclaje del carbono oceánico y el impacto directo sobre el clima global.
Los microbios oceánicos reciclan el carbono descomponiendo materia orgánica y liberando dióxido de carbono, o transformándolo en otras moléculas. Según los expertos, estas funciones se organizan en ocho grandes grupos, lo que simplifica el análisis del ciclo del carbono y facilita predecir cómo estos procesos influyen en el almacenamiento y liberación de carbono del océano.
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Los investigadores del USC Dornsife College, dirigidos por Naomi Levine y junto a expertos como Jed Fuhrman y Emily Zakem, destacan que la enorme diversidad de microorganismos hace difícil clasificar cómo colaboran en el ciclo del carbono. “Estos microbios son increíblemente diversos, pero descubrimos que su comportamiento se puede agrupar en un número manejable de estrategias”, indicó Levine.
Mapear estas funciones suponía un reto para la comunidad científica debido a la coexistencia de miles de especies en un solo cubo de agua marina. Como señaló Levine, “el gran reto ha sido encontrar la manera de simplificar esa complejidad sin perder lo que realmente importa”. El equipo analizó información genética de miles de microbios de todos los océanos y desarrolló modelos informáticos para simular el uso de nutrientes esenciales como azúcares, aminoácidos y ácidos orgánicos.
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Ocho estrategias metabólicas que impulsan el reciclaje del carbono
A partir de estos datos, los científicos identificaron ocho grupos principales que representan diversas formas de obtener y utilizar nutrientes. Por ejemplo, hay especies “generalistas” capaces de aprovechar diferentes fuentes de alimento, frecuentes en zonas costeras con muchos nutrientes. En cambio, las especies “especialistas” dependen de recursos muy concretos y predominan en alta mar, donde el alimento es escaso.
Estos patrones muestran que el ritmo de crecimiento y la capacidad de adaptación alimentaria estructuran las comunidades microbianas. Los generalistas crecen rápido y se adaptan a varios nutrientes, mientras que los especialistas tienen un crecimiento más lento y requieren recursos específicos para sobrevivir.
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Los grupos identificados permiten explicar cómo cambian las comunidades de microbios según la región del océano. Además, estos patrones sustentan la creación de modelos que predicen el comportamiento del carbono en diferentes entornos marinos.
El papel de los microbios oceánicos en la predicción del clima
La clasificación desarrollada por la Universidad del Sur de California es relevante para los modelos climáticos actuales, que suelen tener dificultades para representar la actividad de los microbios por su complejidad. Al resumir su diversidad en ocho categorías funcionales, los investigadores facilitan la incorporación de estos procesos en modelos de gran escala.
Esto hace posible prever mejor cuánta cantidad de carbono almacenará el océano o soltará a la atmósfera ante el cambio climático. “Si queremos entender el clima, tenemos que entender los microbios”, afirmó Levine en el comunicado.
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La nueva metodología integra conocimientos previos, como el estudio de 2025 llevado a cabo junto al grupo de Fuhrman y dirigido por Zakem, que ya agrupaba los organismos en “copiotrofos” de rápido crecimiento y “oligotrofos” de desarrollo lento. Ahora, al incluir variedades de estrategias metabólicas, se conectan mejor los procesos microscópicos de los microbios con el funcionamiento climático global.
Retos y perspectivas futuras en el estudio de la diversidad microbiana
Los autores reconocen que, aunque útil, el marco de las ocho estrategias metabólicas no abarca a todos los grupos de microbios marinos. Algunas especies aún quedan fuera de la clasificación, principalmente por la falta de datos genéticos completos.
Además, el modelo se basa en predicciones de cómo los microbios usan los nutrientes, por lo que serán necesarios más experimentos de laboratorio y secuencias genómicas avanzadas para validarlo.
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El equipo de la Universidad del Sur de California anticipa que nuevas investigaciones permitirán detallar más el modelo y ampliar el alcance sobre la diversidad de los microorganismos marinos. Lograr identificar patrones simples en sistemas tan complejos resulta esencial para seguir relacionando la microbiología con la ciencia del clima.
Los microbios marinos, a través de sus distintas estrategias metabólicas, sostienen los intercambios clave del carbono en los océanos y contribuyen al equilibrio del planeta.
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