Millas debajo de la superficie del océano en el oscuro abismo, vastas comunidades de microbios submarinos en las aguas termales de aguas profundas están convirtiendo productos químicos en energía que permite que la vida en aguas profundas sobreviva, e incluso prospere, en un mundo sin luz solar. Hastaahora, sin embargo, medir la productividad de las comunidades de microbios del subsuelo o la rapidez con que oxidan los productos químicos y la cantidad de carbono que producen ha sido casi imposible.
Un nuevo estudio realizado por científicos de la Institución Oceanográfica Woods Hole WHOI reveló que estos ecosistemas basados en microbios son sorprendentemente productivos y desempeñan un papel importante en el apoyo a la vida más arriba de la cadena alimentaria en el océano profundo, hambriento de alimentos. Calculan que en todo el mundo,Las comunidades microbianas de venteo hidrotermal de aguas profundas pueden producir más de 4,000 toneladas de carbono orgánico cada día, el componente básico de la vida. Esa es aproximadamente la misma cantidad de carbono en 200 ballenas azules, lo que hace que estos ecosistemas se encuentren entre los más productivos del océanobase de volumen. El estudio aparece en la edición del 11 de junio de 2018 de Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Descubrimos que las comunidades microbianas que viven debajo del fondo marino en los respiraderos pueden generar cantidades similares de carbono que las conocidas comunidades animales sobre el fondo marino, como los gusanos tubulares, que son tan productivos como los ecosistemas de la selva", dijo Stefan Sievert, un microbiólogo de WHOI y autor principal del estudio. "Las cantidades significativas de carbono que estos organismos producen diariamente proporcionan una fuente importante de alimentos y energía para otros organismos en las profundidades del mar, donde generalmente hay mucho menos carbono disponible".desde la descomposición de la vida marina se hunde desde las aguas superficiales hasta las profundas, las bacterias y otros microorganismos se machacan hasta que se marchita hasta convertirse en un cartílago marino ". Lo que baja de la superficie a estas profundidades no es demasiado, y no es muy digerible parala vida en aguas profundas ", dijo Jesse McNichol, quien realizó este trabajo como estudiante de doctorado en WHOI y es el primer autor del estudio.
Los microbios en los respiraderos obtienen su energía para vivir y crecer a través de la quimiosíntesis, alimentándose de un cóctel químico de fluidos hidrotermales calientes que emanan de la corteza del océano. Y, a su vez, representan la base de la red alimentaria, proporcionando alimento para otros organismosque requieren materia orgánica preformada, al igual que los humanos.
"Entonces, los microbios juegan un papel importante al generar nuevas fuentes de carbono que otros organismos pueden consumir", dijo McNichol. "Basado en el área relativamente pequeña que ocupan los respiraderos del fondo marino, la productividad general allí es pequeña en comparación con lo quevemos en la superficie, pero un poco puede recorrer un largo camino en las profundidades del mar y también crea puntos calientes de actividad cerca de los respiraderos ".
La medición de la productividad de las comunidades de microbios del subsuelo ha sido una tarea desalentadora. Para lograrlo, los investigadores recolectaron muestras de microbios de un sitio de ventilación bien estudiado en East Pacific Rise conocido como Crab Spa. Los fluidos de ventilación se recolectaron en contenedores de muestreo de aguaconocidos como muestreadores isobáricos a prueba de gases IGT, que están diseñados para mantener las presiones extremas del entorno natural de aguas profundas donde viven los microbios ". Si lleva los muestreadores a la superficie sin mantener la presión que existe en el fondo marino", explicó Jeff Seewald, un geoquímico de WHOI que desarrolló estos muestreadores y es coautor del estudio," los gases disueltos en el fluido emitirán gases, similar a cuando abre una botella de agua con gas. Esto puede cambiar la química del fluido.y la actividad de los microbios "
En el laboratorio, las presiones y temperaturas de aguas profundas se mantuvieron mientras los investigadores agregaban químicos como nitrato, gas de hidrógeno y gas de oxígeno a las muestras. A través de este proceso, los científicos pudieron medir las tasas a las que los microbios consumíanquímicos específicos y qué tan eficientemente los convirtieron en biomasa, un parámetro crítico para determinar la productividad del ecosistema microbiano.
Para hacerlo, los científicos de la OMSI se unieron con investigadores en Leipzig, Alemania, para emplear un método analítico novedoso conocido como NanoSIMS, que les permite hacer coincidir las identidades de los microbios con sus tasas de producción de carbono en diferentes condiciones de incubación al nivel decélulas microbianas individuales, que muestran que los microbios conocidos como Campylobacteria anteriormente conocidos como Epsilonproteobacteria eran los productores de carbono dominantes.
"Algunos de los microbios en las incubaciones duplicaron sus poblaciones en solo unas pocas horas", dijo Sievert. "Esto apunta a una biosfera submarina muy activa en los respiraderos de aguas profundas".
Dado el papel crítico que desempeñan estas comunidades microbianas en el océano profundo, los científicos están buscando formas nuevas y más rutinarias de medir millas de productividad bajo la superficie del mar. Recientemente, Sievert junto con el microbiólogo de la OMSI Craig Taylor, el biogeoquímico microbiano Jeremy Rich en elUniversidad de Maine, y los ingenieros de WHOI han recibido fondos de la National Science Foundation para desarrollar un nuevo tipo de instrumento de muestreo conocido como Vent-Sumerible Incubation Device "Vent-SID" que complementa el enfoque basado en IGT.
"Está diseñado para incubar microbios y medir sus actividades directamente en el fondo marino", explicó Sievert, minimizando el tiempo antes de que las incubaciones puedan comenzar después de tomar una muestra. En adelante, los científicos también planean medir la productividad microbiana en otros sitios de ventilación a través deel océano global para refinar las estimaciones obtenidas en el presente estudio.
"Hemos estado estudiando un tipo de sistema de ventilación que es bastante común, pero nos gustaría ver otros sitios de ventilación donde hay una abundancia de otras sustancias químicas como el hidrógeno, por ejemplo, y ver si los valores de productividad cambian significativamente", dijo McNichol.
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Materiales proporcionado por Institución Oceanográfica Woods Hole . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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