El fondo del océano profundo es el ecosistema menos explorado del planeta, a pesar de que cubre más del 60 por ciento de la superficie de la Tierra.
por MARUM – Centro de Ciencias Ambientales Marinas, Universidad de Bremen
La vida en gran parte desconocida en los sedimentos abisales, desde animales bénticos hasta microbios, ayuda a reciclar y/o secuestrar la materia (in)orgánica que se hunde y que se origina en las comunidades pelágicas que están numéricamente dominadas por plancton microscópico. Por lo tanto, los ecosistemas bénticos sustentan dos importantes servicios ecosistémicos de importancia planetaria: el funcionamiento saludable de las redes alimenticias oceánicas y el entierro de carbono en escalas de tiempo geológicas, los cuales son reguladores críticos del clima de la Tierra.
Investigadores del Centro de Investigación Noruego (NORCE), el Centro Bjerknes para la Investigación del Clima, la Universidad de Ginebra, así como del CNRS/Genoscope e IFREMER en Francia, han secuenciado masivamente el ADN eucariótico contenido en sedimentos de aguas profundas de las principales cuencas oceánicas. , y comparó estos nuevos datos con los conjuntos de datos de plancton a escala global existentes de la columna de agua iluminada por el sol y oscura, obtenidos por las expediciones circunglobales de Tara Oceans y Malaspina. Esto proporciona la primera visión unificada de la biodiversidad eucariótica oceánica completa , desde la superficie hasta los sedimentos del océano profundo, lo que permite abordar las cuestiones ecológicas marinas por primera vez a escala mundial y en todo el espacio tridimensional del océano, lo que representa un gran paso hacia la «ecología de un océano».
«Con casi 1700 muestras y dos mil millones de secuencias de ADN desde la superficie hasta el fondo del océano profundo en todo el mundo, la genómica ambiental de alto rendimiento amplía enormemente nuestra capacidad para estudiar y comprender la biodiversidad de las profundidades marinas, su conexión con las masas de agua por encima y con el mundo global». ciclo del carbono», dice Tristan Cordier, investigador de NORCE y Bjerknes Center for Climate Research, Noruega, y autor principal del estudio.
¿Qué vive en este ambiente oscuro y hostil?
Al comparar las secuencias de ADN de los sedimentos con las de los reinos pelágicos, fue posible distinguir los organismos bentónicos autóctonos del plancton hundido que había llegado al lecho marino desde la columna de agua suprayacente. Los resultados indican que esta biodiversidad bentónica podría ser tres veces mayor que en las masas de agua de arriba; y esta diversidad está compuesta por grupos taxonómicos muy diferentes que en su mayoría son desconocidos.
«Comparamos nuestras secuencias de ADN bentónico de aguas profundas con todas las secuencias de referencia disponibles para eucariotas conocidos. Nuestros datos indican que casi dos tercios de esta diversidad bentónica no se puede asignar a ningún grupo conocido, lo que revela una brecha importante en nuestro conocimiento de la biodiversidad marina». dice Jan Pawlowski, profesor del Departamento de Genética y Evolución de la Universidad de Ginebra y del Instituto de Oceanología de la Academia de Ciencias de Polonia en Sopot.
¿Qué nos puede decir el ADN del plancton en los sedimentos de aguas profundas?
El análisis de la abundancia y composición del ADN del plancton en los sedimentos de aguas profundas confirmó que las regiones polares son puntos críticos de secuestro de carbono. Además, la composición del ADN del plancton en los sedimentos predice la variación de la fuerza de la bomba biológica, un proceso ecosistémico que transfiere el dióxido de carbono atmosférico a las profundidades del océano, regulando así el clima global.
«Por primera vez, podemos entender qué miembros de las comunidades de plancton están contribuyendo más a la bomba biológica, posiblemente los procesos ecosistémicos más fundamentales en los océanos», dice Colomban de Vargas, investigador del CNRS en Roscoff, Francia.
¿Cómo se verán afectadas las profundidades del mar por los cambios globales?
Este conjunto de datos genómicos representa la primera instantánea consistente de toda la diversidad eucariota en el océano moderno. Brinda una oportunidad única para reconstruir océanos antiguos a partir del ADN contenido en el registro acumulativo de sedimentos , para evaluar cómo el clima ha afectado el plancton y las comunidades bénticas en el pasado.
«Nuestros datos no solo abordarán cuestiones a escala global sobre la biodiversidad, la biogeografía y la conectividad de los eucariotas marinos. También pueden servir como base para reconstruir el funcionamiento pasado de la bomba biológica a partir de antiguos archivos de ADN sedimentario. Luego informarían sobre su fuerza futura en un océano más cálido, que es clave para modelar el futuro ciclo del carbono bajo el cambio climático», explica Tristan Cordier.
«Nuestro estudio demuestra además que la investigación de la biodiversidad de aguas profundas es de suma importancia. Un gran número de organismos desconocidos habitan en los sedimentos del fondo oceánico y deben desempeñar un papel fundamental en los procesos ecológicos y biogeoquímicos. Un mejor conocimiento de esta rica diversidad es crucial si queremos para proteger estos vastos ecosistemas relativamente vírgenes de los impactos de posibles futuras incursiones humanas y comprender los efectos del cambio climático», concluye Andrew J. Gooday, miembro emérito del Centro Nacional de Oceanografía de Southampton, quien también participó en la investigación. .
La investigación se publica en Science Advances .
