Las bacterias y otros microorganismos unicelulares de los mares que rodean la Antártida están fuertemente influenciados por la temperatura del agua y la cantidad de hielo marino, como lo demuestran las mediciones coordinadas realizadas en la costa occidental de la península Antártica.
por el Real Instituto Holandés de Investigación Marina
«Incluso en dos lugares que están separados por tan solo 400 km en la península (una distancia muy corta en escalas oceanográficas), encontramos diferencias sorprendentes en la composición y abundancia relativa de microorganismos. Estas diferencias parecen estar relacionadas con las diferencias en el clima local», dice la Dra. Julia Engelmann, microbióloga computacional del NIOZ.
Los resultados de este estudio realizado por un equipo internacional de científicos dirigido por NIOZ, se publican en la revista Environmental Microbiome .
Mediciones coordinadas a lo largo de un año
Este estudio fue el primero en integrar datos sobre bacterias y eucariotas microbianos (pequeños organismos resumidos como «microorganismos», incluido el fitoplancton). Las muestras se tomaron en dos estaciones de investigación antárticas al mismo tiempo y a lo largo de todas las estaciones.
En un esfuerzo concertado, investigadores del NIOZ, universidades colaboradoras de los EE. UU. y el British Antarctic Survey, recogieron muestras de agua entre julio de 2013 y abril de 2014 en el sitio de monitoreo ecológico a largo plazo de la estación de investigación antártica británica en Rothera, así como cerca de la estación de investigación Palmer, ubicada a 400 km al norte. Las muestras no solo se tomaron al mismo tiempo, sino que también se utilizaron los mismos métodos y protocolos para lograr una comparabilidad óptima.
Mediante el análisis de la secuencia de ADN, los investigadores determinaron qué bacterias, protistas, fitoplancton y otros organismos unicelulares estaban presentes en el agua marina. Además, predijeron interacciones microbianas y estructuras comunitarias (¿quién se come a quién?) con métodos estadísticos especiales.
Los microorganismos dominan la vida marina
La península Antártica occidental experimenta un ritmo de calentamiento superior al promedio mundial y ha sufrido olas de calor y pérdidas de hielo marino sin precedentes en las últimas décadas, con una gran variabilidad regional. En las aguas que rodean Palmer, la cantidad de hielo marino ha disminuido de manera más significativa en los últimos años, ya que las temperaturas allí han aumentado más rápido que en la costa de Rothera.
Estas diferentes condiciones afectan la composición de la comunidad microbiana, dice Engelmann. «En el sitio más cálido de Palmer, las bacterias afectaron la estructura de la comunidad microbiana al interactuar con otros microorganismos, mientras que en Rothera, fue al revés. Allí, los eucariotas microbianos fueron impulsores más fuertes de la estructura y la dinámica de la comunidad».
Las bacterias y los eucariotas microbianos desempeñan funciones diferentes en el ecosistema marino, y el posible cambio hacia el predominio bacteriano en condiciones más cálidas podría reducir la productividad biológica. Con más bacterias y menos fitoplancton, es más probable que los nutrientes permanezcan en el circuito microbiano, lo que los hace menos disponibles para organismos superiores como el krill, los peces y, en última instancia, los mamíferos y las aves.
Engelmann explica: «Estos hallazgos tienen implicaciones significativas para comprender y predecir las respuestas de los ecosistemas microbianos al cambio climático y, por lo tanto, son relevantes para un amplio grupo de investigadores e incluso para la humanidad en su conjunto.
«En términos de masa total, hay aproximadamente tres veces más microorganismos en los océanos que todos los animales marinos juntos. Los cambios inducidos por el cambio climático en la red alimentaria microbiana del Océano Austral tendrán consecuencias de largo alcance para la red alimentaria mundial, ya que el Océano Austral desempeña un papel crucial en la producción y el reciclaje de material orgánico que alimenta la vida marina en todo el mundo».
Incorporación de microorganismos en modelos climáticos
En última instancia, Engelmann espera que los datos de la comunidad microbiana encuentren su camino hacia los modelos climáticos y oceánicos. «La red alimentaria microbiana es compleja, las bacterias y los eucariotas microbianos tienen diferentes funciones y existen muchas interacciones entre estos grupos, pero también con organismos más grandes, incluidos los animales. En este momento, es difícil predecir el impacto del cambio climático en la productividad microbiana.
«Nuestra investigación proporciona datos básicos cruciales para comprender la complejidad de las comunidades microbianas en los ecosistemas costeros de la Antártida, pero necesitamos más datos y una mejor comprensión de las comunidades microbianas marinas antes de poder incluirlas en los modelos climáticos y oceánicos. No obstante, estoy convencido de que esto haría que nuestros modelos fueran mucho más precisos y también podría ayudar a desarrollar estrategias de conservación».
Mediciones a largo plazo
Las mediciones de 2013-2014 son el primer análisis exhaustivo de bacterias y eucariotas microbianos en todas las estaciones de la costa de la Antártida. Engelmann espera que se realicen muchas más mediciones. «Ahora hemos sacado conclusiones basadas en las diferencias climáticas en dos lugares. Tenemos muestras listas de 2018-2019 y también de 2022. Cuantas más mediciones de este tipo recopilemos a lo largo del tiempo, más aprenderemos sobre las comunidades microbianas marinas de la Antártida, sus interacciones y su susceptibilidad al cambio climático.
«Al mismo tiempo, la toma de muestras en la Antártida es un proceso laborioso, costoso y complicado desde el punto de vista logístico. Por ello, la cooperación internacional, como la que se lleva a cabo con el British Antarctic Survey y los colegas de Estados Unidos que trabajaron en la estación Palmer y en sus universidades de origen, es crucial».
Más información: Swan LS Sow et al, Variación espacial y temporal de las interacciones microbianas antárticas: un estudio en torno al oeste de la península Antártica, Environmental Microbiome (2025). DOI: 10.1186/s40793-025-00663-z
