Floraciones de algas Phaeocystis absorbieron grandes cantidades de dióxido de carbono en el pasado
Hace unos 14.000 años, las floraciones de algas en el Océano Antártico contribuyeron a reducir drásticamente el contenido global de dióxido de carbono en la atmósfera, como revelan nuevos análisis de antiguo ADN publicados por un equipo del Instituto Alfred Wegener (AWI). En el océano que rodea el continente antártico, estas floraciones de algas tuvieron un significativo impacto en la dinámica global del carbono.
La actual y futura disminución prevista del hielo marino en esta región plantea ahora una grave amenaza para estas algas, lo que podría tener consecuencias globales.
Al final de la última edad de hielo, el calentamiento en el hemisferio sur se desaceleró temporalmente en una fase conocida como la Reversión Fría Antártica (RCA). El estudio revela que las condiciones climáticas especiales de este período —en particular, la extensa capa de hielo marino en invierno, seguida de un fuerte deshielo estacional en primavera— favorecieron la proliferación masiva de algas del género Phaeocystis en el Océano Antártico. Estas floraciones absorbieron grandes cantidades de dióxido de carbono, lo que frenó notablemente el aumento en la atmósfera de este gas perjudicial para el clima.
El equipo de investigación del AWI pudo demostrar esta conexión por primera vez al examinar el llamado ADN sedimentario antiguo (sedaDNA), material genético que se ha conservado en el lecho marino durante miles de años. Esto se debe a que Phaeocystis no deja microfósiles clásicos y, por lo tanto, permaneció invisible en los archivos climáticos anteriores. Hasta la fecha, no ha sido posible detectar su presencia mediante métodos geoquímicos clásicos.
Para realizar su estudio, el equipo del AWI examinó un núcleo de sedimento a una profundidad de casi 2.000 metros en el estrecho de Bransfield, al norte de la Península Antártica. El núcleo contiene sedaDNA de los últimos 14.000 años. Los investigadores lo extrajeron de los núcleos de sedimento para estudiar los cambios en las comunidades biológicas a lo largo del tiempo.
"Nuestro estudio muestra que estas floraciones de algas contribuyeron a una significativa reducción de los niveles globales de CO₂ atmosférico durante una fase de transición climáticamente importante caracterizada por una gran extensión del hielo marino", explica Josefine Friederike Weiß del AWI, autora principal del estudio.
Esto se debe a que el núcleo del sedimento exhibe para esta fase una alta proporción de bario (Ba) a hierro (Fe), una proporción considerada como un indicador de la entrada y deposición de carbono orgánico, debido al hecho de que está vinculada a la productividad biológica en el agua superficial.
Imagen derecha: Reconstrucciones ecosistémicas estacionales y a largo plazo de la Reversión Fría Antártica (RCA) y los períodos de calentamiento posteriores a la RCA, inferidas a partir de la metagenómica de escopeta de ADN antiguo sedimentario. Crédito: Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01761-w
"Cuanto más se expande el hielo marino en invierno, mayor es el área en primavera donde el agua de deshielo, rica en nutrientes, penetra en la superficie del mar y, por lo tanto, la zona donde las algas Phaeocystis encuentran condiciones ideales para su crecimiento. Como resultado, una mayor extensión del hielo marino conduce directamente a una región más grande con una alta productividad algal", añade Friederike Weiß.
Estos procesos biológicos en el océano están estrechamente vinculados a los fenómenos climáticos globales, incluso si permanecen invisibles al ojo humano. Además, las floraciones a gran escala de Phaeocystis afectaron las redes alimentarias y la distribución de nutrientes en el Océano Austral, desencadenando una compleja reacción en cadena: desde cambios en la composición del plancton y ciclos biogeoquímicos modificados hasta un mayor transporte de carbono a las profundidades, influyeron en el equilibrio ecológico y el ciclo del carbono durante largos períodos de tiempo.
Hoy en día, Phaeocystis se encuentra particularmente en peligro en la Antártida, dada la tendencia a largo plazo a la pérdida de hielo marino y, en particular, la reciente y drástica disminución del océano Antártico, que está alterando significativamente sus condiciones de vida. La pérdida de estas importantes floraciones de algas podría desestabilizar los ecosistemas locales.
Aunque otras especies de algas, como las diatomeas, podrían beneficiarse de condiciones sin hielo, la estructura de la red trófica cambiaría radicalmente. Además, Phaeocystis es particularmente eficiente en el transporte de carbono a las profundidades marinas. Por lo tanto, una disminución de sus floraciones podría significar que se almacene menos carbono en el océano en general, lo que podría agravar el cambio climático a largo plazo.
Además, Phaeocystis produce sulfuro de dimetilo (DMS), un gas que promueve la formación de nubes, aumentando así la reflexión de la luz solar. En consecuencia, la pérdida de floraciones algales también podría tener un impacto negativo en la formación de nubes y, por consiguiente, en la regulación climática, lo que a su vez generaría un impacto adicional y amplificado en el clima.
Imagen derecha: Núcleo de sedimentos del estrecho de Bransfield, en el norte de la península Antártica (Foto: Stella Buchwald)
Por un lado, el estudio de los científicos del AWI proporciona nuevos conocimientos sobre el papel del Océano Austral y sus microorganismos en los fenómenos climáticos globales del pasado, que antes no se habrían podido detectar utilizando métodos tradicionales en archivos de sedimentos.
Por otra parte, demuestra por primera vez que los métodos de investigación geológica previos, en combinación con el ADN sedimentario antiguo, permitieron una reconstrucción más realista de los ecosistemas pasados y una mejor comprensión de las fluctuaciones previas del dióxido de carbono. Esto allanará el camino para evaluaciones más diferenciadas de la evolución futura del sistema climático.
El análisis de estos procesos geológicos subraya el papel crucial que desempeñan los procesos biológicos en la regulación climática. Este hallazgo resalta la importancia de prestar mayor atención a los ecosistemas marinos en la actual investigación climática y en las futuras predicciones.
En cuanto a futuras investigaciones, esto significa que se debe mejorar aún más la combinación de análisis de ADN y métodos geológicos para obtener y delinear una imagen aún más precisa de los pasados cambios climáticos.
Además, se deberían estudiar con mayor detalle organismos individuales importantes, como Phaeocystis, para poder comprender mejor su influencia en el ciclo del carbono y el clima. Esto no sólo permitirá realizar mejores predicciones climáticas, sino que también permitirá identificar en una etapa temprana posibles cambios ecológicos profundos en el océano y evaluar sus impactos en consecuencia.
Los hallazgos han sido en publicados en la revista Nature Geoscience: Carbon drawdown by algal blooms during Antarctic Cold Reversal from sedimentary ancient DNA
