La rápida pérdida de hielo marino y la acidificación de los océanos a causa del cambio climático están alterando el crecimiento y el valor nutricional de las algas microscópicas. Estas algas son una fuente de alimento esencial para los peces, el krill y otros organismos pequeños que sustentan a animales más grandes, como las ballenas, las focas y los pingüinos.
por la Universidad de Tecnología de Sydney
El hielo marino es un hábitat vital para las microalgas, pero su espesor y cobertura se han reducido significativamente. El hielo marino antártico ha experimentado mínimos históricos durante los últimos cuatro años y los investigadores predicen que, para 2050, el océano Ártico podría estar libre de hielo durante el verano.
La ecóloga marina polar, la Dra. Rebecca Duncan, ha pasado los últimos ocho años realizando trabajo de campo en regiones polares , examinando la composición cambiante de las microalgas del hielo marino. Recibió su doctorado de la Universidad Tecnológica de Sídney (UTS) con UNIS Svalbard en 2024.
Su tesis doctoral recibió recientemente la Medalla de Oro del Instituto Australiano de Ciencias Nucleares e Ingeniería. También es una defensora apasionada de las mujeres en la investigación de campo y la ciencia, y acaba de ser designada «Superestrella de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la tecnología» por Science and Technology Australia.
«Una décima parte de los océanos del mundo están congelados, incluidos los océanos Ártico, Antártico y Austral, que están cambiando rápidamente. Estos frágiles ecosistemas dependen de algas microscópicas como base de sus redes alimentarias», afirmó el Dr. Duncan.
«Estas algas diminutas proporcionan nutrición esencial (como grasas, proteínas y carbohidratos) para criaturas que van desde el krill hasta los peces, los osos polares y las ballenas. Sin embargo, el valor nutricional de estas algas depende de su especie y de cómo responden a los cambios ambientales «.
La investigación del Dr. Duncan revela que la acidificación de los océanos , las temperaturas oceánicas y la cantidad de luz bajo el hielo afectan la composición de las microalgas. El aumento de la luz y de las temperaturas del agua aumenta el contenido de grasa en las especies comunes, pero existe un umbral crítico en el que dejan de acumular grasas y proteínas esenciales, lo que altera la calidad de los alimentos para los animales marinos.
«El krill y otros animales del zooplancton dependen de las microalgas como fuente de alimento en determinadas épocas del año para reproducirse. Si el zooplancton no se reproduce, altera la cadena alimentaria, lo que pone en peligro las poblaciones de peces y, a su vez, las de focas y otros animales de gran tamaño.
«Si todavía tenemos algo de hielo marino, pero se está derritiendo más rápidamente, entonces no es un entorno hospitalario para las microalgas porque hay demasiada luz y el hielo se está derritiendo demasiado rápido debajo, por lo que puede alterar su ciclo de vida.
«Si perdemos el hielo marino por completo, las microalgas que dependen de él no tendrán sustrato en el que vivir. ¿Puede funcionar este ecosistema sin las algas del hielo marino? ¿Habrá algo más que llene el vacío? No sabemos la respuesta a esa pregunta».
La Dra. Duncan ha publicado cinco artículos basados en su investigación de doctorado, el más reciente de los cuales se titula «Transiciones ambientales estacionales y plasticidad metabólica en un alga de hielo marino desde la perspectiva de una célula individual», en la revista Scientific Reports .
Para recolectar las muestras, el Dr. Duncan, junto con un pequeño equipo de investigación internacional, se queda en Longyearbyen, en Svalbard, una isla ártica al norte de Noruega. Utilizan motos de nieve o se aventuran en barcos rompehielos para perforar el océano helado.
Luego analiza las muestras en Australia utilizando tecnología avanzada, desde microscopía hasta aceleradores de partículas, incluida la microespectroscopía s-FTIR en el Sincrotrón Australiano, para descubrir información única y específica de cada especie a nivel de célula única.
Su proyecto de investigación actual tiene como objetivo comparar las microalgas del hielo marino conectado a la tierra con las del hielo oceánico a la deriva. El hielo conectado a la tierra está desapareciendo a un ritmo más rápido, por lo que estas poblaciones de microalgas están sometidas a un mayor estrés.
Más información: Rebecca J. Duncan et al, Transiciones ambientales estacionales y plasticidad metabólica en un alga del hielo marino desde la perspectiva de una célula individual, Scientific Reports (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-65273-0
