El mapa mundial del plancton marino

Los bosques tropicales son conocidos por ser ecosistemas fundamentales para el funcionamiento del planeta, pero los expertos consideran igualmente esencial la función del microplancton marino, pequeños organismos que viven suspendidos en el agua. Un equipo internacional e interdisciplinar de investigadores, con la presencia de especialistas del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha elaborado un mapa de biodiversidad de virus, bacterias, arqueas y protistas explorando sus interacciones y el impacto de su entorno, especialmente el de la temperatura.

Los resultados, publicados en forma de cinco artículos en la revista Science, son fruto de las 35.000 muestras recogidas en los océanos de todo el mundo entre el 2009 y el 2013 a bordo del velero Tara, como informa el CSIC en una nota informativa. Más de un centenar de investigadores han participado en la expedición de circunnavegación Tara Oceans, que, según aseguran los expertos, proporciona recursos sin precedentes a la comunidad científica.

"Más allá de la ciencia de vanguardia que se ha desarrollado gracias a nuestro trabajo en colaboración con la Fundación Tara Expéditions, esta aventura trata de mostrar lo importante que es el océano para nuestro bienestar", ha explicado Eric Karsenti, jefe científico de la expedición Tara Oceans.

El 70% de la superficie de la Tierra está formado por mares y océanos y en ellos habitan la mayor parte de formas de vida del planeta, los organismos microscópicos del plancton marino. El plancton está formado por organismos microscópicos: virus, bacterias, arqueas, protistas y pequeños eucariotas multicelulares. Producen la mitad del oxígeno, actúan como sumideros de CO2, influyen en el clima y forman la base de la cadena trófica de la que se alimentan peces y mamíferos marinos.

Silvia G. Acinas, investigadora del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona y coautora de los artículos, señala como una de las hazañas de la expedición Tara Oceans "describir la diversidad microbiana a escala global y a un nivel de resolución antes impensable". "Esto se ha conseguido gracias al uso de la secuenciación masiva de ADN y ARN", ha apuntado.

Concretamente, los investigadores de esta expedición han secuenciado más de 7,2 trillones de pares de bases de ADN de las comunidades microbianas marinas. Este volumen de secuenciación es 1.000 veces superior a cualquier estudio previo de diversidad marina o de secuenciación del microbioma de otros ambientes, es incluso mayor que el análisis del microbioma humano de más de 1.000 personas. De este modo se ha generado una base de datos de 40 millones de genes llamada Ocean Microbial Reference Gene Catalog.

Los científicos destacan el hecho de que un 80% de los genes identificados sean nuevos. "Uno de los resultados más sorprendentes ha sido detectar que un 67% de los genes del microbioma del océano son compartidos por todas las bacterias y arqueas marinas", ha añadido la investigadora.

Entre los futuros retos, aseguran los científicos, está determinar qué función realizan estos genes y determinar su uso potencial a nivel biotecnológico o biomédico. Las investigaciones de esta misión se han centrado en el estudio de la "dermis" del océano, desde su superficie hasta un máximo de 900 metros de profundidad.

Estos datos "se complementarán con los resultados de la expedición Malaspina, liderada por el CSIC, que ha recogido muestras del océano profundo hasta los 4.000 metros de profundidad y en la que también están implicados los investigadores del Instituto de Ciencias del Mar", ha indicado Acinas.

El uso de la computación de alto rendimiento ha permitido compilar un catálogo de genes procedentes de con más de 35.000 especies diferentes de bacterias y arqueas cuyo contenido genómico era, en su mayoría, desconocido. Estos modelos computacionales han permitido también predecir cómo interactúan los microorganismos planctónicos. Los científicos han descubierto que se tratan muchas de ellas de interacciones parasitarias.

Asimismo, los investigadores han estudiado la influencia de los factores medioambientales, como pueden ser la temperatura, el pH y los nutrientes, en los organismos microscópicos flotantes del océano. Así se ha visto que dependiendo de la temperatura del agua se encuentran comunidades microbianas diferentes o que los remolinos oceánicos, como los de la corriente de Agulhas -una barrera natural entre el Océano Índico y el Atlántico Sur-, separan las comunidades planctónicas.