Las bacterioesponjas tienen simbiontes microbianos que pueden usar antigua materia orgánica
El fondo del Océano Ártico, debajo del hielo marino permanente, no es un lugar amigable para la vida.
Allá abajo, en la fría oscuridad, son escasos los nutrientes y la vegetación; se espera que cualquier vida que se las arregle para sobrevivir en estas condiciones sea igualmente escasa en el suelo.
Por lo tanto los científicos se sorprendieron mucho al descubrir una próspera y densa población de esponjas que ocupaban montes submarinos volcánicos inactivos en las profundidades mesopelágicas del Océano Ártico Central.
"Prosperando en la cima de los montes submarinos volcánicos extintos de Langseth Ridge, encontramos enormes jardines de esponjas, pero no sabíamos de qué se alimentaban", dice la bióloga marina Antje Boetius del Centro Helmholtz para la Investigación Polar y Marina del Instituto Alfred Wegener en Alemania.
Los jardines de esponjas, como se conoce a estas comunidades, son muy importantes para los ecosistemas marinos. Proporcionan nichos de hábitat para otros organismos, además de contribuir al ciclo de nutrientes en las aguas que habitan. Como se alimentan por filtración, tienen una dieta diversa, con comunidades expertas en aprovechar todo lo que está disponible en su propio hábitat.
En Langseth Ridge, sin embargo, no parece haber mucho que aprovechar. Obviamente, algo de investigación estaba en orden. Un equipo de investigadores se dispuso a realizar un mapeo del fondo marino bajo el hielo y un muestreo de biomasa, tanto para identificar las especies de esponjas como para descubrir qué estaban comiendo.
Imagen: El Sistema de Observación del Fondo Oceánico (OFOS) del Instituto Alfred Wegener, operado desde el rompehielos de investigación POLARSTERN, representa una comunidad de docenas de esponjas, que varían en diámetro desde el tamaño de un centímetro hasta medio metro, tan densas que casi cubren los picos superiores de Langseth Ridge. (© Instituto Alfred Wegener/sistema PS101 AWI OFOS)
La respuesta fue otra sorpresa.
"Nuestro análisis reveló que las esponjas tienen simbiontes microbianos que pueden usar antigua materia orgánica", explica Teresa Morganti, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Alemania.
"Esto les permite alimentarse de los restos de los antiguos habitantes ahora extintos de las montañas submarinas, como los tubos de gusanos compuestos de proteína y quitina y otros detritos atrapados".
Las esponjas son formas de vida muy simples pero exitosas. No tienen músculos, ni nervios, ni órganos. Sin embargo, tienen un rasgo que les ayuda a adaptarse y sobrevivir en una amplia gama de entornos: al igual que nosotros, dependen de la ayuda de sus microbiomas, pero en mayor medida.
En sus cuerpos porosos albergan diversas comunidades de microbios, como bacterias, microalgas y arqueas. Hasta el 40 por ciento del volumen de una esponja pueden ser microbios simbiontes.
Estos microbios pueden contribuir al metabolismo de su anfitrión de manera bastante significativa, a través de mecanismos como la fotosíntesis y la fijación de nitrógeno, la eliminación de excreciones o la producción de antibióticos, que el anfitrión no podría hacer por sí solo. Este resultó ser también el caso con las esponjas árticas.
La mayoría de las esponjas en el jardín de Langseth Ridge son lo que se conoce como bacterioesponjas, donde un porcentaje significativo de la población microbiana consiste en bacterias.
La mayoría pertenecen al género Geodia, con una edad media de unos 300 años (algo habitual en las esponjas). Y resultó que las bacterias que habitan en estas esponjas son la clave de su extraña dieta.
Imagen: Los densos suelos de esponjas descubiertos en la estructura del monte submarino Langseth Ridge del norte representan un ecosistema asombrosamente rico, lo que demuestra la capacidad de las esponjas y los microorganismos asociados para explotar una variedad de fuentes de alimentos refractarios, incluidos los detritos de filtración fósil. (© Instituto Alfred Wegener/sistema PS101 AWI OFOS)
Érase una vez, hace miles de años, esos montes submarinos volcánicos estaban activos. Tales regiones hidrotermales facilitan prósperos ecosistemas, incluso en aguas frías y oscuras.
La infusión en el agua de sustancias químicas volcánicas, así como el calor, respaldan las redes alimentarias basadas en la quimiosíntesis: aprovechar las reacciones químicas para obtener energía, en lugar de la luz solar utilizada en la fotosíntesis.
Cuando los montes submarinos murieron y se enfriaron, también lo hicieron los ecosistemas que dependían de ellos, dejando atrás sus restos. Sin embargo, se desperdicia muy poco en el océano, incluso los restos de organismos extintos. Donde hay un recurso, a menudo surge un nicho.
"Los microbios tienen la caja de herramientas adecuada para este hábitat", dice la microbióloga marina Ute Hentschel del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación Oceánica en Alemania.
"Los microbios tienen los genes para digerir partículas refractarias y materia orgánica disuelta y usarla como fuente de carbono y nitrógeno, así como una serie de fuentes de energía química disponibles allí".
Es un ecosistema maravilloso y peculiar, que demuestra otra forma en que la vida puede hacerse un lugar, incluso en los lugares más difíciles para hacerlo.
"Este es un ecosistema único. Nunca antes habíamos visto algo así en el alto Ártico central", dice Boetius.
"En el área de estudio, la productividad primaria en el agua suprayacente proporciona menos del uno por ciento de la demanda de carbono de las esponjas. Por lo tanto, este jardín de esponjas puede ser un ecosistema transitorio, pero es rico en especies, incluidos los corales blandos".
Pero, señalaron los investigadores, el descubrimiento también destaca cuánta biodiversidad puede ser desconocida para nosotros en hábitats inhóspitos para los humanos.
En lugares como el Ártico, bajo la horrible amenaza del cambio climático, comprender la biodiversidad será esencial para tratar de protegerla, dice el equipo.
La investigación ha sido publicada en Nature Communications: Giant sponge grounds of Central Arctic seamounts are associated with extinct seep life
Imagen de cabecera: Científicos de Bremerhaven, Bremen y Kiel descubrieron un ecosistema sorprendentemente rico y densamente poblado en los picos de volcanes submarinos extintos en las profundidades del Ártico. Estos estaban dominados por esponjas, que crecían allí en grandes cantidades y con un tamaño impresionante. (© Instituto Alfred Wegener/sistema PS101 AWI OFOS)
