Un equipo internacional, liderado por la investigadora Laura GómezConsarnau, del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (Imedea, CSIC-UIB) ha descubierto que las bacterias marinas incrementan notablemente su uso de la luz solar durante las grandes floraciones de fitoplancton, uno de los periodos de mayor productividad biológica del océano.
Curiosamente, este aprovechamiento de la energía lumínica no está asociado a la fotosíntesis. El estudio, publicado en la revista Nature Communications, demuestra que unas proteínas llamadas rodopsinas microbianas, presentes en numerosas bacterias, alcanzan sus concentraciones máximas justo cuando el océano experimenta los picos de crecimiento del fitoplancton, según ha explicado el Imedea en un comunicado.
Comprender cómo se utiliza la energía solar en estos entornos es fundamental para mejorar los modelos del ciclo del carbono y su relación con el clima.
Los autores han subrayado que la captación de luz por bacterias representa una entrada adicional de energía en los ecosistemas marinos, hasta ahora poco considerada, y que puede influir en la velocidad y la eficiencia con la que se recicla la materia orgánica en el océano.
Según han indicado, los investigadores realizaron un seguimiento mensual durante más de un año en un sistema de afloramiento frente a la costa de California, una región donde en primavera los vientos favorecen la llegada de nutrientes desde aguas profundas y desencadenan intensas floraciones de fitoplancton.
A diferencia de trabajos anteriores basados solo en análisis genéticos, el equipo midió directamente la retinal, la molécula activa de las rodopsinas, lo que permitió cuantificar cuántos sistemas de captación de luz estaban realmente presentes en el océano.
Los resultados muestran que las concentraciones de rodopsinas aumentaron hasta nueve veces durante las floraciones de fitoplancton, coincidiendo con los máximos de clorofila y productividad biológica.
El aumento del uso de la luz solar estuvo estrechamente relacionado con la proliferación de bacterias heterótrofas, en particular del grupo Flavobacteriales, conocido por su capacidad para degradar la materia orgánica producida por el fitoplancton.
Estas bacterias no solo se alimentan de los compuestos liberados durante las floraciones, sino que además utilizan la energía solar como apoyo metabólico, lo que podría facilitar un procesamiento más eficiente de la materia orgánica en el océano superficial.
Según las estimaciones del estudio, alrededor del 70% de las bacterias heterótrofas presentes contenían rodopsinas, lo que indica que este mecanismo está ampliamente distribuido en las comunidades microbianas marinas.
Las regiones oceánicas productivas, como los sistemas de afloramiento costero, aportan una fracción muy significativa de la producción biológica marina global.
Comprender cómo se utiliza la energía solar en estos entornos es fundamental para mejorar los modelos del ciclo del carbono y su relación con el clima.
Los autores han subrayado que la captación de luz por bacterias representa una entrada adicional de energía en los ecosistemas marinos, hasta ahora poco considerada, y que puede influir en la velocidad y la eficiencia con la que se recicla la materia orgánica en el océano.
El estudio amplía el papel de las rodopsinas microbianas desde los océanos más pobres hasta los más productivos, mostrando que la vida microscópica marina combina distintas estrategias para aprovechar la energía solar.
Estos resultados refuerzan la idea de que el funcionamiento energético del océano es más complejo de lo que se pensaba y que las bacterias desempeñan un papel clave, no solo como recicladoras de materia orgánica, sino también como agentes activos en la captación de energía solar.
Esta línea de investigación se está ampliando actualmente en el mar Mediterráneo desde el Imedea, donde los investigadores analizan la captación de energía mediante rodopsinas a lo largo de todo el año y su impacto en los ciclos biogeoquímicos del océano.
El trabajo combina la medición de los niveles de rodopsinas en el agua con la caracterización de los cambios en el metaboloma marino, gracias a las nuevas infraestructuras del grupo de Biomoléculas del centro, entre las que destaca un espectrómetro de masas Thermo Fisher Orbitrap Exploris 120 recientemente incorporado.
