La región ártica está experimentando un cambio climático a un ritmo mucho más rápido que el resto del mundo.
por Patrick Lejtenyi, Universidad Concordia
El derretimiento de las capas de hielo, la escorrentía del deshielo del permafrost y otros factores están cambiando rápidamente la composición del agua del Océano Ártico. Y ese cambio se está experimentando hasta el nivel microbiano.
En un estudio dirigido por Concordia y publicado en la revista ISME Communications , los investigadores analizaron muestras de archivo de poblaciones de bacterias y arqueas tomadas del mar de Beaufort, en la frontera noroeste de Canadá y Alaska. Las muestras se recolectaron entre 2004 y 2012, un período que incluyó dos años (2007 y 2012) en los que la cobertura de hielo marino fue históricamente baja. Los investigadores observaron muestras tomadas de tres niveles de agua: la capa mixta de verano, el agua del Ártico superior debajo de ella y el agua de origen del Pacífico en el nivel más profundo.
El estudio examinó la composición genética de los microbios mediante bioinformática y análisis estadístico durante un período de nueve años. Utilizando estos datos, los investigadores pudieron ver cómo las condiciones ambientales cambiantes influyeban en la estructura y función de los organismos.
Los investigadores encontraron cambios sutiles pero estadísticamente significativos en las comunidades que estudiaron.
«Observamos una pérdida general de diversidad de especies en todas las diferentes masas de agua», dice David Walsh, profesor del Departamento de Biología y autor correspondiente del artículo.
«También vimos cambios en la composición de la comunidad microbiana, lo que significa que había especies diferentes después del mínimo de hielo marino de 2007 que antes».
Sin embargo, los períodos de disminución de la riqueza de la población cambiaron entre las capas de agua del océano. En 2005-2007 se observó una disminución repentina en el nivel de agua mixta de verano, más fresca, de entre 3 y 9 metros de profundidad. La capa de agua superior del Ártico, entre 16 y 78 metros, experimentó descensos en 2010-2012, mientras que la capa de agua más profunda del Pacífico, entre 49 y 154 metros, experimentó un descenso en dos etapas: una vez entre 2005-2007 y otra vez entre 2010-2012.
Los investigadores tienen cuidado de no exagerar los resultados de sus hallazgos y dicen que los cambios, aunque significativos, siguen siendo leves. Pero con la reducción constante de la capa de hielo del Ártico en verano año tras año, los datos sí sugieren posibles tendencias que pueden ser visibles en próximos estudios de población en años más recientes.
«Con el calentamiento y enfriamiento del Océano Ártico se produce una disminución de nutrientes que son importantes para la fotosíntesis, que produce la materia orgánica que sirve como fuente de energía y carbono para la red alimentaria marina», explica Walsh.
«Este cambio corre el riesgo de fortalecer lo que se conoce como el circuito microbiano, en el que la energía y el carbono que normalmente irían a niveles tróficos más altos (es decir, zooplancton y luego peces) son rápidamente reciclados por microorganismos. Este ecosistema ya está dominado por procesos microbianos, que «Sólo se fortalecerá a medida que este sistema continúe».
«Este estudio nos proporciona una idea básica de lo que está sucediendo en el Ártico«, dice el coautor Arthi Ramachandran. «El Ártico se está calentando cuatro veces más rápido que el resto del mundo, lo que lo convierte en un ecosistema fascinante para estudiar. Todos los océanos están interconectados y las barreras físicas de estos océanos se están volviendo mucho menos definidas».
Los investigadores ahora están planeando un estudio metagenómico que amplíe la serie temporal para cubrir períodos de mínimos de hielo marino aún más intensos. Esperan secuenciar completamente los genomas de los organismos para comprender mejor la diversidad y el funcionamiento de las comunidades microbianas en el medio ambiente.
Más información: Susanne A Kraemer et al, Una serie temporal de varios años (2004-2012) de la dinámica de la comunidad de bacterias y arqueas en un Océano Ártico cambiante, ISME Communications (2024). DOI: 10.1093/ismeco/ycad004
