Científicos de las universidades de Málaga y de Jaén analizan, junto a investigadores alemanes, las estrategias de aclimatación y respuesta que generan las macroalgas asociadas a factores climáticos derivados del aumento del dióxido de carbono. Estas investigaciones se realizan en la base científica alemana situada en las islas de Svalbard, al norte de Noruega.
Francisco Javier López Gordillo, científico malagueño, investiga desde el año 2002, más de una veintena de especies de algas marinas árticas localizadas en las islas de Svalbard. Dicho lugar se caracteriza por ser la zona más al norte de Noruega, llegando al alcanzar en algunos lugares, los 80º Norte. Este archipiélago no dispone de una base de investigación española, por lo que trabajan conjuntamente con investigadores alemanes.
El próximo julio, el equipo de López Gordillo realizará una expedición al Ártico para prolongar su estudio y, a continuación, intentará realizar un viaje entre noviembre y febrero a la Antártida, para estudiar el comportamiento de las macroalgas ante unas condiciones de exceso de nutrientes.
El efecto del cambio climático provocará un deshielo considerable en los polos, que generará diversas amenazas en los ecosistemas polares, como por ejemplo un aumento de los nutrientes disueltos en el agua marina, un incremento de los niveles de dióxido de carbono atmosférico e incluso, de manera ocasional, un descenso de la salinidad marina debido a la fusión de las grandes masas de hielo. De este modo, parece evidente que el Ártico será uno de los más afectados en el cambio global, debido al escaso espesor de la capa de hielo existente.
Estos científicos analizan las algas macroscópicas o macroalgas situadas entre los cinco y diez metros de profundidad del litoral ártico. Dicho océano dispone de nitrógeno en invierno, pero no en verano. Son responsables de tal desaparición las microalgas, imperceptibles ante nuestro ojo humano, que se localizan en la superficie marina bajo la capa de hielo.
Sin embargo, en el Antártico existe contenido en nitrógeno durante todo el año. Esta diferente situación nutricional de las algas del Ártico y de la Antártida, marca la hipótesis de trabajo de estos investigadores para estudiar las respuestas de ambos ecosistemas ante el cambio global.
Al principio, el estudio se centró en un análisis fotosintético básico, alimenticio y de crecimiento en función de la temperatura. Las siguientes indagaciones se basaron en las estrategias funcionales de estos organismos frente a largos periodos de oscuridad en invierno y luminosidad en verano, seguido de una limitación nutritiva.
Actividad enzimática importante
Las dos regiones polares comparten las estaciones de bajas temperaturas y escasez de luz coincidentes con el invierno polar. En el Ártico, esta estación coincide con nuestro invierno, pero en la Antártida, al estar situada en el polo Sur, su época más fría coincide con nuestro verano. En ambas zonas se pasa de tener seis meses de sol a seis meses de oscuridad total, por lo que estas características son únicas en estas regiones polares.
Sin embargo, "en la Antártida, las macroalgas disponen de nutrientes durante todas las estaciones, por lo que su genética no está tan definida como en el Ártico, afectando a la asimilación nutritiva y a la regulación interna de las algas", comenta Francisco López. Es por esto que, en el océano Ártico, dichos organismos se ven obligados a utilizar de forma masiva la enzima Rubisco, para así conseguir que la alta tasa de fotosíntesis del verano, permita crecer a las algas en invierno cuando hay nitrógeno.
Sincronización ártica
El efecto del cambio climático provocará una irradiación solar excesiva, debido al deshielo de los casquetes polares. Esto conllevará a su vez una turbidez en el agua que disminuirá la incidencia solar. Estas macroalgas han evolucionado para protegerse de los rayos solares y así defender su aparato fotosintético ante dicha excedencia solar sufrida también en el verano. De este modo, logran proteger la fotosíntesis ante unas bajas temperaturas y una alta luminosidad. Este proceso se denomina fotoprotección y se caracteriza por tener una actividad enzimática avanzada.
En los estudios realizados se ha comprobado que las macroalgas marinas estudiadas están programadas genéticamente para soportar el clima del Ártico, por lo que presentan un ¿reloj interno¿ que sincroniza la asimilación de nutrientes y de luz en estas especies, junto a un sistema defensivo frente a una mayor insolación solar. López Gordillo indica: "Si trasladamos estas especies árticas a otro sistema con más nutrientes, las algas estudiadas continuarán realizando la misma función, y cada seis meses asimilarán nitrógeno, puesto que su cadena genética está especializada en el clima ártico"
Francisco López explica: "Se pensaba que las macroalgas árticas frenaban su crecimiento durante el invierno, debido a la ausencia de nitrógeno, sin embargo se ha comprobado que siguen creciendo durante la época invernal ya que, durante el verano, se acumulan esqueletos de carbono para su posterior crecimiento".
¿Existen macroalgas árticas que llegan a considerarse como especialistas en almacenaje de nutrientes. Por ejmplo, Laminaria solidungula se caracteriza por acumular nitrógeno durante la etapa de abundancia para usarla con posterioridad durante los estadios de escasez. Sin embargo, en el antártico existe la macroalga Hymantothalus grandifolius, que se identifica por utilizar el ión amonio como nutriente sin trasformarlo previamente. De este modo optimiza su energía puesto que durante todo el año no existe un descenso de nitrógeno en el agua¿, comenta el científico López Gordillo.
