Durante años, los científicos se han preguntado si las bacterias que viven de la materia orgánica disuelta en las aguas marinas pueden llevar a cabo la fijación de N2 y cómo lo hacen . Se suponía que los altos niveles de oxígeno combinados con la baja cantidad de materia orgánica disuelta en la columna de agua marina impedirían la fijación anaeróbica y energéticamente exigente de N2 .
por la Universidad de Copenhague
Ya en los años 80 se sugirió que los agregados, las llamadas «partículas de nieve marina», podrían ser lugares adecuados para la fijación de N 2 , y esto se confirmó recientemente. Sin embargo, la pregunta de por qué las bacterias que llevan a cabo esta fijación de N 2 se pueden encontrar en todo el mundo en el océano ha sido abierta. Además, la magnitud global y la distribución de la actividad han sido desconocidas… hasta ahora.
En un nuevo estudio, investigadores del Centro Leibniz para la Investigación Marina Tropical en Alemania, la Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad de Copenhague demuestran, mediante el uso de modelos matemáticos mecanicistas, que las bacterias adheridas a las partículas de nieve marina pueden fijar N 2 en un amplio rango de temperaturas en los océanos globales, desde los trópicos hasta los polos, y desde la superficie hasta el abismo.
El estudio también muestra que la actividad de estas bacterias es responsable de aproximadamente el 10% de la fijación total de N 2 en los océanos del mundo. La investigación acaba de ser publicada en la revista Science Advances .
«Han pasado casi cinco años desde que comenzamos este trabajo cuando era un posdoctorado en la Universidad de Copenhague», explica el primer autor Subhendu Chakraborty. «Pero definitivamente valió la pena el esfuerzo, ya que los resultados son un gran avance. De hecho, nuestro estudio cuestiona los paradigmas de larga data de que la fijación de N2 oceánico está restringida exclusivamente a las aguas superficiales de los océanos tropicales y subtropicales y que las cianobacterias son los únicos diazótrofos importantes».
Con sus modelos mecanicistas, los investigadores también pudieron demostrar una distribución latitudinal distinta de las bacterias que fijan N2 en partículas de nieve marina, con tasas más altas en las zonas de mínimo oxígeno que se encuentran en grandes regiones del océano global. Además, se demostró que las bacterias asociadas a partículas pueden fijar N2 en un rango de temperatura mucho más amplio que las cianobacterias.
«La magnitud de la fijación de N 2 y la distribución distinta de la actividad asociada a las partículas en relación con lo que se conoce de las cianobacterias son muy interesantes», afirma Lasse Riemann, profesor del Departamento de Biología y coautor del estudio.
«Al fijar el N 2 principalmente debajo de las capas superficiales, se espera que la actividad bacteriana asociada con las partículas tenga un impacto indirecto y retardado en el ciclo del nitrógeno oceánico en comparación con el de las cianobacterias. Estos conocimientos pueden ser particularmente importantes a la hora de intentar predecir la productividad del plancton en el océano del futuro afectado por el calentamiento global».
Los investigadores esperan que su estudio inspire futuros trabajos sobre la vida microbiana en partículas marinas, debido a su papel aparentemente fundamental en el ciclo de muchos nutrientes en el océano.
Más información: Subhendu Chakraborty et al, Fijación de N 2 asociada a partículas por bacterias heterotróficas en el océano global, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adq4693
