Esponjas antárticas: antiguos centinelas del cambio climático

Foto INACH

Punta Arenas, enero de 2020.- Varias investigaciones en el mundo hablan de que las esponjas marinas son unos de los organismos más antiguos del planeta. Son capaces de filtrar el agua que las rodea, pero a su vez albergan y, de cierta forma, reformulan la vida a su alrededor. Las esponjas resultan ser más que interesantes, ya que al ser organismos filtradores y albergar ricas comunidades de microorganismos, funcionan como un pequeño ecosistema, donde todo está relacionado entre sí y transformándose en un verdadero centinela de los cambios ambientales. Los microorganismos se relacionan con la esponja y viceversa, en donde ellas pueden crear condiciones para que otras formas de vida puedan existir.

“Dinámicas y funciones de microbiomas de esponjas bajo la gran variabilidad estacional del ambiente antártico”,es el nombre del proyecto de investigación que mantiene a un grupo de científicos polares por estos días soportando las duras condiciones climáticas del Continente Blanco y que forman parte de la Expedición Científica Antártica (ECA 56) que cada año efectúa el Instituto Antártico Chileno (INACH). El proyecto es liderado por la Dra. Nicole Trefault, perteneciente al Centro GEMA de la Universidad Mayor, y tiene como objetivo entender los efectos de las variaciones estacionales sobre la composición comunitaria, patrones de diversidad y características funcionales de los microorganismos asociados a las esponjas en la Antártica.

Acompañamos a este grupo de investigadores durante noviembre de 2019 hasta los laboratorios del INACH en la base “Arturo Prat” de la Armada de Chile, en la isla Greenwich, para efectuar sus muestreos en las cercanías del islote González. Los investigadores tomaron varias muestras de esponjas y de la columna de agua, con las cuales estudiarán las relaciones simbióticas que tienen estas especies con los microorganismos que viven en ellas, siendo esa una de las partes fundamentales del proyecto. Los científicos se encuentran trabajando principalmente en entender cuáles son los mecanismos moleculares y los determinantes de esta relación simbiótica.

La Dra. Nicole Trefault, investigadora principal del proyecto, cree que “los microorganismos simbiontes ayudan a la esponja a resistir eventos de estrés ambiental y esa resiliencia que aporta la comunidad microbiana es capaz de ayudar a la esponja para resistir pero sólo hasta cierto umbral. Las esponjas antárticas son una especie de marcador de cambios ambientales, y  cumplen roles como de ingeniero ecosistémico. La esponja filtra agua que se encuentra cargada con material orgánico, como carbono particulado y microorganismos. En estos procesos, la esponja lleva a cabo sus procesos nutricionales transfiere al resto del sistema una parte del carbono. Creemos que los microorganismos que se encuentran al interior de la esponja no son necesariamente los que se incorporan por filtración, sino que con los que la esponja cuenta, esos son sus simbiontes que están siempre ayudando”.

La Antártica es un ambiente que en muchos aspectos desafía los límites de la vida y el efecto que puede tener la comunidad microbiana simbionte en este tipo de ambientes podría ser mucho más relevante que otros hábitats.

Trefault apunta que la elección de este organismo se debe a que son animales bentónicos muy abundantes y ricos en el océano Austral. “Durante el siglo pasado se consideraba que la Antártica era como un mundo de esponjas y precisamente hay lugares con cobertura muy alta; ha sido un animal muy exitoso y resulta muy coherente estudiarlo en este contexto de cambio climático que está viviendo el planeta”.

El Dr. Rodrigo De la Iglesia, coinvestigador del proyecto, dice que “en esta época es importante efectuar este muestreo, ya que nos queremos enfocar en lo que son las zonas de transición estacional. La idea de esta investigación es muestrear antes que se acabe la primavera y el siguiente terreno será antes que se termine el período de verano”.

Los científicos antárticos, pertenecientes a la ECA 56, quieren ver cuánto es lo que cambian las condiciones ambientales respecto al microbioma de la esponja. Además, los investigadores afirman que el agua circundante la toman para que puedan observar la variación de los microorganismos que viven en el agua, con los que viven con las esponjas.

Las muestras son tomadas por buzos especialistas en profundidades de 10 a 15 metros, donde extraen un pequeño trozo de esponja (para minimizar el daño al individuo). Luego de esto la muestra es congelada para su posterior procesamiento en laboratorio, donde se extraerán ectoparásitos y otros organismos de mayor tamaño. Una vez en Santiago, se llevarán a cabo los trabajos de extracción de ADN, secuenciación y análisis bioinformáticos.

Cambio climático

Los estudios en la Antártica suelen estar marcados por el componente del cambio climático. Aquí los investigadores nos cuentan que uno de los objetivos es comprender cómo podría influir en la relación entre las esponja y sus microorganismos los cambios climáticos que está experimentando el Continente Blanco. “Si tú afectas el tipo de microbiota de un organismo, esto puede llevar a una enfermedad. Ahí hay una importante hipótesis de qué sucedería si la esponja se enferma, por ejemplo, con el aumento de temperatura del agua o si se incrementan los deshielos y baja la salinidad del mar”, añade De la Iglesia.

Los deshielos alteran la salinidad del agua de mar y esto puede cambiar la relación entre los microorganismos y las esponjas. Los profesionales hacen hincapié en que la esponja puede estar tomando los nutrientes de una forma y devolviéndolos al mar de otra, permitiendo que otros organismos los pudiera usar también, generando un bucle donde la esponja podría ser parte fundamental de la transformación.

“Queremos ver cuál es el rol que cumplen los microorganismos en la nutrición de las esponjas y cómo la esponja es capaz de seleccionar a qué organismos deja como simbiontes y otros filtradores. En varias oportunidades hemos podido observar muchos más microorganismos en las esponjas que en el agua propiamente tal. Esto nos ha llevado a plantearnos la importancia de la esponja como estructurador de comunidades”, subraya De la Iglesia.

Fuente: Instituto Antártico Chileno, INACH