Foraminíferos cultivados en agua fría mejoran la reconstrucción de cambios pasados en océanos polares y subpolares
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Karem Díaz S.
Un equipo del iC3 Polar Research Hub ha desarrollado una forma más precisa de interpretar cambios antiguos en los océanos de altas latitudes mediante diminutas conchas de plancton conocidas como foraminíferos. El avance se basa en el cultivo controlado de estos organismos en condiciones de agua fría, lo que permite ajustar una herramienta química clave para reconstruir temperaturas pasadas en regiones subpolares y polares.
El estudio, publicado en Geochimica et Cosmochimica Acta, se centra en Globigerina bulloides, una especie de foraminífero ampliamente distribuida desde zonas subtropicales hasta regiones subpolares. Estos organismos unicelulares construyen sus conchas a partir de elementos presentes en el agua de mar. Cuando mueren, sus restos pueden hundirse y quedar preservados en los sedimentos, formando archivos naturales que ayudan a reconstruir la historia del océano y del clima.
Una calibración para mares fríos
La investigación liderada por Freya Sykes amplía hasta los 6 °C la calibración de laboratorio basada en la relación entre magnesio y calcio en las conchas de Globigerina bulloides. Esta relación es una de las señales químicas más utilizadas para estimar temperaturas antiguas: en términos generales, una mayor presencia de magnesio suele asociarse con aguas más cálidas.
El problema es que muchas calibraciones existentes se habían desarrollado con ejemplares de aguas más templadas. Eso limitaba su utilidad en zonas como los mares nórdicos, el Atlántico Norte subpolar y otros ambientes fríos donde las reconstrucciones climáticas son especialmente importantes para entender la evolución del océano Ártico y su relación con el sistema climático global.
El nuevo trabajo muestra que los ejemplares procedentes del mar de Noruega son más sensibles a la temperatura de lo que sugerían estudios previos realizados en aguas cálidas. Esa diferencia confirma que las ecuaciones utilizadas para interpretar las conchas no pueden aplicarse de forma universal sin considerar el ambiente donde vivieron los organismos.
Por qué importa la escala local
Freya Sykes resume el mensaje central del estudio con una advertencia metodológica: las calibraciones no son universales y deben desarrollarse para el entorno donde serán aplicadas. Si se usa una ecuación construida con datos de aguas cálidas para interpretar una concha formada en agua fría, la reconstrucción climática puede quedar desplazada hacia una escala incorrecta.
Esta precisión es importante porque los registros sedimentarios marinos permiten estudiar cambios antiguos en la circulación oceánica, el ciclo del carbono y las condiciones ambientales de regiones de alta latitud. En zonas polares y subpolares, donde el cambio actual avanza con rapidez, contar con mejores referencias del pasado ayuda a comparar los procesos actuales con episodios anteriores de calentamiento, entrada de agua dulce y reorganización de corrientes.
El trabajo también se conecta con investigaciones previas del iC3 que habían mostrado que Globigerina bulloides puede seguir diferentes estrategias de vida. Esa variabilidad biológica influye en la señal química que queda registrada en las conchas, ya que ejemplares de distinto tamaño pueden reflejar ventanas temporales diferentes dentro del océano.
Conchas diminutas como archivos vivos
Los investigadores cultivaron plancton vivo en el Foraminifera Culturing Lab de Tromsø, bajo temperaturas, salinidades y condiciones químicas controladas. Para identificar el material de concha formado durante el experimento, utilizaron una marca de bario. Luego aplicaron espectrometría de masas basada en láser para medir magnesio, sodio y estroncio en pequeñas zonas de conchas individuales.
Ese procedimiento permitió vincular directamente la química de las conchas con condiciones de crecimiento conocidas. La ventaja es que no se trabaja solo con fósiles interpretados a posteriori, sino con organismos cultivados bajo parámetros controlados. De esa manera, la relación entre biología, química y ambiente puede medirse con mayor precisión.
Mohamed Ezat, responsable del laboratorio de cultivo en Tromsø, explicó que el objetivo más amplio es convertir esa instalación en un centro internacional para el desarrollo experimental de proxies, es decir, indicadores indirectos utilizados para reconstruir condiciones ambientales pasadas. La combinación de cultivos, geoquímica y paleoceanografía puede ayudar a entender mejor los procesos que quedan grabados en los archivos marinos.
El sodio exige más cautela
El estudio también ofrece una advertencia sobre otro indicador químico. Las relaciones entre sodio y calcio no mostraron una señal clara de salinidad bajo las condiciones evaluadas. En lugar de comportarse como una herramienta simple para estimar salinidad, el sodio disminuyó cuando aumentó la temperatura y también estuvo afectado por la química del agua de mar.
Esto significa que el sodio no debe utilizarse como indicador directo de salinidad en Globigerina bulloides. Aun así, los investigadores consideran que puede tener valor como verificación independiente de estimaciones de temperatura, especialmente si se combina con el magnesio y si se dispone de buena información sobre la química del agua marina.
Adele Westgård, coautora del estudio, destacó que un buen indicador climático no es solo un número, sino una relación probada entre biología, química y ambiente. Esa idea resulta clave para interpretar organismos marinos microscópicos que, pese a su tamaño, pueden influir en la comprensión de procesos como la absorción de CO₂ por el océano y el almacenamiento de señales climáticas en sedimentos.
Mejores datos para leer el pasado polar
Para los científicos que trabajan con núcleos de sedimento, el uso inmediato de esta investigación es práctico: la nueva calibración permite mejorar las reconstrucciones de temperatura en océanos fríos usando Globigerina bulloides. También ayuda a elegir combinaciones de indicadores más fiables, revisar registros antiguos y evitar interpretaciones simplificadas basadas en el sodio.
Para la investigación climática, el aporte es más amplio. Los océanos polares y subpolares son piezas sensibles del sistema terrestre, y su historia ayuda a comprender cómo respondieron a cambios pasados en temperatura, circulación y aporte de agua dulce. Esa información es necesaria para contextualizar transformaciones actuales, como el deshielo del Ártico y los cambios en la dinámica de altas latitudes.
El estudio también abre nuevas preguntas experimentales. Los próximos pasos podrían incluir pruebas con distintos tipos genéticos de foraminíferos, otros océanos y experimentos que separen con mayor detalle los efectos de la temperatura, la salinidad y la química del agua de mar.
La principal enseñanza es que las conchas de foraminíferos no son registros pasivos. Son archivos biológicos formados por organismos vivos, bajo condiciones ambientales concretas. Comprender esa interacción permite leer con mayor rigor la historia climática almacenada en los sedimentos marinos y mejorar las reconstrucciones de los océanos fríos del pasado.
Fuente(s) referenciales
Phys.org – Cold-grown plankton shells sharpen Arctic climate reconstructions
