Descubren la capacidad de adaptación de las diatomeas al cambio climático

Diatomea (Skeletonema marinoi) | Universidad de Valencia

La capacidad de adaptación del fitoplancton marino al cambio climático y al avance del calentamiento global podría ser mayor del que inicialmente se podría pensar. Así se desprende de una reciente investigación llevada a cabo en el mar Báltico en la que se observó como la microalga diatomea Skeletonema marinoi ha incrementado su temperatura óptima en aproximadamente 1 grado centígrado en 60 años para adaptarse a las condiciones cambiantes de estos cuerpos de agua.

Este hallazgo muestra la capacidad del fitoplancton marino a la adaptación genética y fisiológica al cambio climático en condiciones naturales. Los resultados, además de indicar la tolerancia al calor de estas diatomeas, también muestran ajustes en sus tasas de crecimiento y morfología celular que les permiten prosperar en aguas más cálidas.

El estudio ha contado con un equipo internacional de investigadores de diversas instituciones entre los que se encuentra Mara Segovia, investigadora Erasmus + en el Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universidad de Valencia.

El trabajo, que ha sido publicado en Nature Climate Change ha estado liderado por la Universidad de Åbo Akademi de Finlandia, constató cambios en las tasas de crecimiento y tamaño celular de las diatomeas, lo que probablemente, señalan “mejora la capacidad de captación de nutrientes” de estas microalgas.

Además de los cambios en la temperatura óptima, el estudio observó una disminución en las tasas de crecimiento en aguas frías y adaptaciones en la expresión genética relacionadas con el metabolismo de nitratos, lo que podría tener implicaciones significativas para la dinámica de nutrientes en los océanos.

En la investigación se ha usado el método de investigación back in time, que consiste en devolver a la vida semillas de las plantas terrestres en periodo de letargo, ubicadas en el archivo sedimentario del lecho marino. Este enfoque, señala Mara Segovia, “nos permitió analizar los cambios en la población de diatomeas a lo largo del tiempo y comprender sus mecanismos adaptativos”.

Al examinar los cambios en las temperaturas óptimas, el tamaño celular y los patrones de expresión génica de las cepas de Skelotema marinoi resucitadas procedentes de los últimos 60 años, añade la científica, “la investigación ofrece importantes ideas sobre la respuesta de la especie a los cambios ambientales”.

Trabajar en el mar Báltico permite contar con un entorno particularmente relevante para estudiar los efectos del cambio global al tener menor profundidad e intercambio de agua que otros cuerpos de agua marina.

Esto convierte al mar Báltico, como señala la investigadora, “en un laboratorio natural ideal para observar y comprender los efectos del calentamiento global en los ecosistemas marinos, lo cual proporciona ideas valiosas para abordar los desafíos ambientales a nivel global”.

Además, el estudio identificó modificaciones en los patrones de expresión génica relacionados con el metabolismo del nitrato en cepas modernas cultivadas a altas temperaturas y aclaró las bases genéticas de sus respuestas adaptativas.

El director de la investigación, Conny Sjöqvist de la Universidad de Åbo Akademi, en Finlandia, explicó que el planteamiento, basado en cepas resucitadas, “demuestra el potencial de adaptación de las diatomeas marinas naturales al aumento de las temperaturas a medida que avanza el calentamiento global, y ejemplifica un ritmo de evolución realista, que es un orden de magnitud más lento que el estimado por la evolución experimental”.

Los investigadores advierten también que estos cambios en organismos claves como el fitoplancton pueden tener efectos cascada en toda la red trófica marina, potencialmente alterando la biodiversidad y la productividad de los ecosistemas marinos.

El estudio es importante porque no solo aporta pruebas de la velocidad de evolución biológica en respuesta al cambio climático, sino que también resalta la importancia de integrar la adaptación evolutiva en los modelos de cambio climático futuro.
El descubrimiento pone de manifiesto por tanto la urgencia de abordar las emisiones de gases de efecto invernadero y de implementar estrategias de mitigación y adaptación más eficaces para proteger nuestros ecosistemas marinos en un mundo en calentamiento.