Investigan impacto del cambio climático en comunidades bacterianas de esponja antártica

Según un estudio de Inach, los simbiontes asociados a esta esponja responden a dos factores: el aumento de la temperatura del agua del mar y las lesiones por impactos de glaciares que se desprenden durante el verano.

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Fotografías: gentileza Cristian Lagger.

Según el estudio “Efectos de los factores de estrés de cambio climático en las comunidades procariotas de la esponja antártica Isodictya kerguelenensis, elaborado por investigadores del departamento científico del Instituto Antártico Chileno (Inach), se revela que los simbiontes (bacterias y Archaea), asociados a la esponja Isodictya kerguelenensis, responden al ser afectados por dos factores:  el aumento de la temperatura del agua del mar y las lesiones por impactos de los glaciares que se desprenden durante el verano.

La investigación se realizó durante la Expedición Científica Antártica (ECA 54) del año 2018 en los laboratorios de base Yelcho, por los investigadores Rodolfo Rondón, Marcelo González, Alejandro Font, Magdalena Osorio y César Cárdenas. De acuerdo con el Dr. Rodolfo Rondón, la idea de estudiar las lesiones surgió a partir de las observaciones de terreno obtenidas por el biólogo marino de Inach, Dr. César Cárdenas, en un estudio previo publicado en la revista Frontiers in Microbiology.

En ese estudio, al marcar esponjas para muestrearlas en tres veranos sucesivos, observaron que muchas de estas presentaban daños y lesiones en los tejidos, ocasionadas por el barrido de trozos de glaciares que se producen por el deshielo. Nos interesó evaluar si estas lesiones provocan cambios en la composición de procariontes asociados a una de estas especies, Isodictya kerguelenensis”, comentó Rondón.

Esta investigación se destaca por ser uno de los primeros estudios que profundiza en el efecto de múltiples estresores en estos invertebrados marinos en Antártica, debido principalmente a las limitaciones asociadas a trabajar en zonas tan alejadas. Por tal motivo, la mayor parte de las investigaciones se enfoca en medir solo el efecto de la temperatura o la acidificación. En este caso particular, los científicos testearon otro estresor y uno de los factores físicos más importantes: el efecto del impacto de icebergs en la fauna bentónica.

La literatura científica señala que en promedio un 30 % del fondo marino es afectado por icebergs en el período de un año. Esto ocurre porque “va removiendo todo a su paso y crea un mosaico de organismos, ya que limpia el fondo y luego otros llegan a colonizar, por lo tanto, son comunidades sometidas a un alto grado de estrés físico y hoy se sabe que en algunas zonas las comunidades de organismos son relativamente jóvenes porque los icebergs impactan el fondo marino de manera significativa”, explica Cárdenas.

Según Rondón, se puede afirmar que la composición del microbioma procarionte se encuentra afectada por las lesiones, y añade “esto lo detectamos con análisis multivariables. Además, se observó un claro cambio en dicha composición a nivel taxonómico de órdenes entre los individuos con y sin lesiones. De manera interesante, hay un grupo de Unidades Taxonómicas Operacionales (OTU) que aumentan su presencia en individuos con lesiones, siendo algunas de ellas pertenecientes a familias previamente reportadas en enfermedades de esponjas y corales”.  

Proyecciones de la investigación

Los resultados de este estudio abren más fronteras de investigación sobre la relación de las comunidades microbianas con los aumentos de temperatura. Al respecto, Cárdenas afirma que, “un aumento mayor en la temperatura del océano, someterá a un mayor estrés directo a los organismos y también indirectamente a través de un aumento del impacto de icebergs”.

Para Rondón, son tres las interrogantes que quedan abiertas a partir de esta investigación.  “La primera es, cuáles son los roles funcionales desde el punto metabólico de los microorganismos procariontes en individuos sin y con lesiones. La segunda, si existe o no una ruptura del balance fisiológico del consorcio esponja y microorganismos (el holobionte), producido por el estrés de las lesiones. Y, finalmente, saber cuáles son los efectos de los daños y lesiones producidas por la caída de los trozos de glaciares, a nivel del ecosistema bentónico donde viven estas esponjas”, expuso.  

Los estudios indican que al parecer no todas las esponjas serían perdedoras en este escenario de cambio climático y eso mismo puede ser extrapolado a otros organismos antárticos; es crucial desarrollar enfoques integradores para predecir cómo los organismos, las comunidades y los ecosistemas enfrentarán combinaciones de factores estresantes. Queda mucho por entender sobre las respuestas de los organismos antárticos a los diversos impactos que genera el calentamiento global”, concluye el Dr. Cárdenas.

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