En el océano profundo las bacterias pueden utilizar la energía del azufre para fijar CO2

Investigadores de la Universidad de La Laguna, la universidad de Viena y otros centros de investigación han encontrado que ciertas bacterias de la capa mesopelágica, entre los 200 y los 1 000 metros de profundidad de los océanos, pueden fijar dióxido de carbono (CO2) con azufre inorgánico como única fuente de energía.

Federico Baltar, de la institución austriaca, y José Manuel González Hernández, del Área de Microbiología del centro tinerfeño, dirigen el estudio que ha sido publicado en 'Nature Microbiology'.

A pesar de ser invisibles a nuestros ojos, los microorganismos tienen una gran importancia en el ciclo global del carbono debido a su abundancia y su actividad,según exponen los autores en la nota distribuida. Por ejemplo, las algas unicelulares y las cianobacterias de los océanos son responsables de aproximadamente la mitad de la captura de CO2, proceso que es solo una parte del ciclo global del carbono, ya que prácticamente toda esa materia orgánica se remineraliza de nuevo debido a la actividad de una gran diversidad de bacterias que se encuentran en la columna de agua.

Se estima que los microorganismos de los océanos suponen alrededor de dos tercios de la biomasa en el medio marino, por lo que tienen un papel central en la biosfera.

Sin embargo, hay menos información sobre la relevancia que tiene el proceso de fijación de CO2 en zonas profundas a las cuales no llega la luz solar. Las dificultades para hacer investigación son obvias, pues son lugares menos accesibles y, por tanto, están menos estudiados que la superficie, hasta donde penetra la luz (zona fótica).

Esta zona fótica apenas es una fina capa en comparación con el océano oscuro, el cual supone un ambiente mucho más extenso: la profundidad media del océano es de 4 kilómetros, mientras que la luz deja de penetrar a partir de entre los 50 y los 200 metros, dependiendo de muchos factores, entre ellos, la turbidez del agua. Además, se estima que los microorganismos de los océanos suponen alrededor de dos tercios de la biomasa en el medio marino, por lo que tienen un papel central en la biosfera.

Este estudio es una continuación de uno anterior del mismo grupo de investigadores acerca del bacterioplancton, bajo la capa del Mar de Ross en la Antártida, donde se postulaba que la diversidad de las bacterias que utilizan azufre o nitrógeno como fuente de energía podía ser similar a la de otras regiones de los océanos.

En la misma línea, este artículo aporta más detalles sobre los microorganismos bajo la capa de hielo de la Antártida y del océano profundo. En él se describe un grupo de bacterias abundantes en zonas polares, pero también en regiones del océano oscuro del resto del planeta.

Viven en ambientes que abarcan desde las aguas gélidas, de menos de 0º C de temperatura en los polos, a zonas más templadas cerca del ecuador. Estas bacterias tienen la capacidad de utilizar distintos compuestos de azufre inorgánico.

El azufre elemental, el sulfhídrico y otros derivados del azufre inorgánico, les sirven como fuente de energía para poder sobrevivir en este ambiente tan extenso y, a la vez, tan escaso en fuentes de energía. En el artículo, los investigadores aplican técnicas moleculares y de bioinformática para estudiar los microorganismos que habitan en esta parte del planeta.

Punto de muestreo en la plataforma de hielo del Mar de Ross. El hueco mide aproximadamente 30 cm de diámetro y 400 m de profundidad hasta llegar al agua líquida. En este ambiente gélido se encontró por primera vez cierto grupo de bacterias que domina la comunidad de las oxidadoras de azufre. Solo ha habido dos expediciones en las que se ha conseguido alcanzar el agua líquida bajo el hielo, la primera en 1977 y la segunda en 2017, a pesar de los múltiples intentos. / F. Baltar.

Capacidad de secuestro de CO2

Entre los resultados, el análisis aporta nuevos datos experimentales sobre la capacidad de secuestro de gases de efecto invernadero de estos microorganismos y, en especial, de un grupo de bacterias que es dominante en el proceso de oxidación de azufre inorgánico en el mesopélagico.

Cada paso contribuye a entender el complejo ciclo global del carbono, con múltiples piezas del puzle, muchas de las cuales juegan un papel central pero poco conocido. Esta vez, la investigación aporta información sobre los procesos de los ciclos de los elementos azufre y carbono, en los cuales la actividad de los microorganismos tiene especial relevancia como regulador, en última instancia, de la composición de la atmósfera.

Referencia:

Baltar, F., Martínez-Pérez, C., et al. 'A ubiquitous gammaproteobacterial clade dominates expression of sulfur oxidation genes across the mesopelagic ocean'. 'Nature Microbiology' (2023)

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