La primera visión unificada de la biodiversidad oceánica mundial, basada en el análisis de ADN, revela la vida rica y desconocida en el reino abisal, la última región ignota de la Tierra.

Se trata de un trabajo colectivo a través de 15 expediciones internacionales de aguas profundas, cuyos resultados publican sus autores en la revista ‘Science Advances’.

El fondo oceánico es el ecosistema menos explorado del planeta, a pesar de cubrir más del 60% de la superficie terrestre. La vida de los sedimentos abisales, desde los animales bentónicos hasta los microbios, es en gran medida desconocida y contribuye a reciclar y/o secuestrar la materia (in)orgánica que se hunde procedente de las comunidades pelágicas, dominadas numéricamente por el plancton microscópico.

Así, los ecosistemas bentónicos sustentan dos grandes servicios ecosistémicos de importancia planetaria: el buen funcionamiento de las redes alimentarias oceánicas y el enterramiento del carbono en escalas de tiempo geológicas, ambos reguladores críticos del clima de la Tierra.

Investigadores del Centro de Investigación Noruego (NORCE), del Centro Bjerknes para la Investigación del Clima y de la Universidad de Ginebra, así como del CNRS/Genoscope y del IFREMER de Francia, han secuenciado masivamente el ADN eucariota contenido en los sedimentos de aguas profundas de las principales cuencas oceánicas, y han comparado estos nuevos datos con los conjuntos de datos de plancton a escala mundial de la columna de agua iluminada y oscura, obtenidos por las expediciones circunglobales Tara Oceans y Malaspina.

Esto proporciona la primera visión unificada de toda la biodiversidad eucariota del océano, desde la superficie hasta los sedimentos de las profundidades, lo que permite abordar por primera vez cuestiones ecológicas marinas a escala global y en el espacio tridimensional del océano, lo que representa un paso importante hacia la «ecología de un océano».

«Con casi 1.700 muestras y 2.000 millones de secuencias de ADN desde la superficie hasta el fondo del océano en todo el mundo, la genómica ambiental de alto rendimiento amplía enormemente nuestra capacidad para estudiar y comprender la biodiversidad de las profundidades marinas, su conexión con las masas de agua superiores y con el ciclo global del carbono», afirma en un comunicado Tristan Cordier, investigador del NORCE y del Centro Bjerknes de Investigación Climática de Noruega, y autor principal del estudio.

Al comparar las secuencias de ADN de los sedimentos con las de los reinos pelágicos, fue posible distinguir los organismos bentónicos autóctonos del plancton que se hunde y que ha llegado al fondo marino desde la columna de agua suprayacente.

Los resultados indican que esta biodiversidad bentónica podría ser tres veces mayor que en las masas de agua superiores; y que esta diversidad está compuesta por grupos taxonómicos muy diferentes y en su mayoría desconocidos.

«Comparamos nuestras secuencias de ADN bentónico de aguas profundas con todas las secuencias de referencia disponibles para los eucariotas conocidos. Nuestros datos indican que casi dos tercios de esta diversidad bentónica no pueden asignarse a ningún grupo conocido, lo que revela una importante laguna en nuestro conocimiento de la biodiversidad marina», explica Jan Pawlowski, profesor del Departamento de Genética y Evolución de la Universidad de Ginebra y del Instituto de Oceanología de la Academia Polaca de Ciencias en Sopot.

El análisis de la abundancia y la composición del ADN del plancton en los sedimentos de las profundidades marinas confirmó que las regiones polares son focos de captación de carbono. Además, la composición del ADN del plancton en los sedimentos predice la variación de la fuerza de la bomba biológica, un proceso del ecosistema que transfiere el dióxido de carbono atmosférico a las profundidades del océano, regulando así el clima global.

«Por primera vez, podemos entender qué miembros de las comunidades de plancton contribuyen más a la bomba biológica, posiblemente el proceso ecosistémico más fundamental de los océanos», destaca Colomban de Vargas, investigador del CNRS en Roscoff (Francia).

Este conjunto de datos genómicos representa la primera instantánea consistente de la diversidad eucariótica completa en el océano moderno. Ofrece una oportunidad única para reconstruir los océanos antiguos a partir del ADN contenido en el registro de sedimentos acumulados, para evaluar cómo el clima ha impactado en el plancton y las comunidades bentónicas en el pasado.

«Nuestros datos no sólo permitirán abordar cuestiones de escala global sobre la biodiversidad, la biogeografía y la conectividad de los eucariotas marinos. También pueden servir de base para reconstruir el funcionamiento pasado de la bomba biológica a partir de antiguos archivos de ADN sedimentario. De este modo, se podría informar sobre su fuerza futura en un océano más cálido, lo que es clave para modelar el futuro ciclo del carbono bajo el cambio climático», explica Tristan Cordier.

«Nuestro estudio demuestra además que la investigación de la biodiversidad de los fondos marinos es de suma importancia –prosigue–. Enormes cantidades de organismos desconocidos habitan los sedimentos del fondo oceánico y deben desempeñar un papel fundamental en los procesos ecológicos y biogeoquímicos.

En este sentido, destaca Andrew J. Gooday, miembro emérito del Centro Nacional de Oceanografía de Southampton, en Reino Unido, que también participó en la investigación. «Un mejor conocimiento de esta rica diversidad es crucial si queremos proteger estos vastos ecosistemas, relativamente prístinos, de los impactos de posibles incursiones humanas en el futuro y comprender los efectos sobre ellos del cambio climático».