La vida en el océano impulsa la innovación: un nuevo estudio mapea genes en una nueva base de datos
Se están utilizando miles de genes de la vida marina de aguas profundas para crear nuevos productos comerciales que van desde productos farmacéuticos hasta cosméticos. Los genes son segmentos de ADN que proporcionan instrucciones para producir otras moléculas que son esenciales para la estructura y función de los organismos vivos.
"En un artículo que publicamos recientemente con otros colegas, investigamos cómo la bioprospección (la búsqueda y descubrimiento de productos potenciales de animales, plantas y microbios) podría servir como una alternativa menos destructiva a la minería de aguas profundas", dice Erik Zhivkoplias, investigador en gobernanza marina de la Universidad de Estocolmo.
Cabe destacar que todas las grandes empresas que utilizan genes marinos los han obtenido de alguna manera de organismos de aguas profundas. Los animales de las profundidades marinas poseen genes únicos que les permiten vivir en un entorno diferente a cualquier otro en la Tierra, con su frío intenso, aplastante presión y oscuridad total.
¿Qué son estos organismos? La mayoría son microbios que han evolucionado durante millones de años para prosperar en condiciones extremas. Entre las especies más singularmente adaptadas se encuentran las que se encuentran alrededor de fuentes hidrotermales, donde el agua de mar rica en minerales, sobrecalentada por el magma, brota de las grietas del fondo del océano.
Las enzimas de aguas profundas, un tipo de moléculas codificadas por los genes de organismos que viven en ambientes extremos, son estables en condiciones en las que otras enzimas a menudo no pueden funcionar. Su capacidad para catalizar reacciones químicas a alta presión y en un amplio rango de temperaturas las hace comercialmente valiosas para fabricar productos industriales y de consumo, incluidos medicamentos, alimentos, detergentes y biocombustibles.
Imagen: Camarones de aguas profundas en las oscuras profundidades del Océano Pacífico. NOAA
Bioprospección en las profundidades marinas
Un ejemplo notable es el de las bacterias que viven en hábitats muy salados. Este microbio fue aislado de sedimentos marinos recogidos a una profundidad de 1.050 metros cerca de la cordillera de Iheya, a 130 kilómetros de la costa de la isla de Iheya, en Japón.
Se ha demostrado que una de sus enzimas mejora la conversión de los desechos agrícolas en glucosa, al ayudar a descomponer la celulosa en pulpa fácilmente degradable. Este es un paso crucial para convertir la biomasa en etanol, un biocombustible renovable.
Se ha descubierto que otra enzima extraída de una bacteria que existe bajo temperaturas extremadamente altas es muy eficaz para eliminar por completo la lactosa de la leche.
Algunos organismos contribuyen a múltiples invenciones, como un gusano de aguas profundas recogido a una profundidad de 2.625 metros de un respiradero hidrotermal en la Dorsal del Pacífico Oriental, a unos 600 kilómetros de la costa mexicana. El gusano albergaba una bacteria que produce una molécula que se utilizó para desarrollar una crema para la piel, ya que ayuda a que la piel sea menos susceptible a los daños del sol y la contaminación. La inusual capacidad de esta bacteria para vivir a temperaturas superiores a 100°C también la convirtió en un organismo modelo para superar el sobrecalentamiento en pequeños satélites en la órbita de la Tierra.
Imagen: Una medusa bioluminiscente de aguas profundas. Moritz Wolf/imageBROKER/Alamy
Estos son sólo algunos ejemplos entre más de 16.000 proteínas derivadas de especies de aguas profundas y utilizadas en tecnología, catalogadas en esta base de datos.
El potencial de innovación de las especies de aguas profundas no se ha explorado por completo. En 2024, solo se ha cartografiado una cuarta parte del lecho marino y siguen sin descubrirse la mayoría de las especies de aguas profundas [PDF].
Los peligros de la minería
Pero el papel esencial de la vida en las profundidades marinas en el funcionamiento de los sistemas de la Tierra puede ser mucho mayor de lo que se creía hasta ahora.
Recientemente, los investigadores descubrieron una concentración inusualmente alta de oxígeno en el fondo marino del océano Pacífico, al que se denomina "oxígeno oscuro". Este oxígeno podría estar produciéndose mediante electrólisis, cuando una corriente eléctrica separa el agua en hidrógeno y oxígeno.
¿Dónde podría generarse una carga eléctrica en el fondo del océano? Quizás en las superficies de los nódulos polimetálicos, formaciones similares a rocas compuestas por muchos metales diferentes que pueden crear diferencias de potencial eléctrico al interactuar con el agua del mar. La formación de estos metales está influenciada por la actividad de los microbios que viven en ellos, lo que a su vez afecta las propiedades químicas del entorno circundante. La producción de oxígeno oscuro podría ser vital para la respiración de otras especies que viven en el océano, donde no hay luz solar.
Imagen: Nódulos polimetálicos en el fondo marino. Abramax/Wikipedia, CC BY-SA
Lamentablemente, los ecosistemas de las profundidades marinas se encuentran amenazados por la explotación minera de los fondos marinos. Los nódulos polimetálicos se consideran potenciales recursos de manganeso, níquel y tierras raras, materiales que se utilizan para fabricar aparatos electrónicos y ordenadores. La Zona Clarion-Clipperton, una región del Pacífico donde recientemente se descubrió oxígeno oscuro, ya ha sido dividida en 16 concesiones mineras.
Los investigadores y activistas han advertido que la minería en aguas profundas podría dañar gravemente los ecosistemas marinos y han destacado la falta de consenso científico sobre las consecuencias a largo plazo de estas operaciones. Una vez perturbados, podría perderse para siempre la historia evolutiva que representan estos ecosistemas.
La Autoridad Internacional de los Fondos Marinos (ISA) supervisa la gestión de las actividades mineras en aguas internacionales. Aunque todavía no ha autorizado ninguna explotación minera comercial, ha sido criticada por supuestamente desestimar las preocupaciones ambientales. La reciente elección de la nueva secretaria general de la ISA, Leticia Carvalho, ofrece una oportunidad para salvaguardar áreas vitales de los océanos del mundo, cruciales tanto para la naturaleza como para el bienestar humano.
Debemos repensar el verdadero valor de las profundidades marinas y considerar lo que su pérdida podría significar para el resto del mundo.
La investigación se ha publicado en Nature Sustainability: Growing prominence of deep-sea life in marine bioprospecting
