Bacterias que «limpian» una sustancia tóxica en caladeros de pesca
Un equipo internacional de investigadores ha descubierto que el sulfuro de hidrógeno (o ácido sulfhídrico), que es tóxico para muchos seres vivos, incluidos muchos peces de importancia económica, es «limpiado» por florescencias de bacterias oxidantes de sulfuro en aguas profundas. De esta forma, hay grandes extensiones de agua pobres en oxígeno que escapan a los sistemas de observación existentes. Los descubrimientos, que se han publicado en la edición electrónica de la revista Nature, tienen implicaciones para la gestión de la contaminación de origen agrícola en las aguas litorales. «Las aguas litorales suponen el 90% de las pesquerías del mundo, por lo que constituyen una importantísima reserva de alimentos para nuestro planeta», explican los autores. Cuando en estas aguas se introducen nutrientes químicos, como el nitrógeno y el fósforo (es decir, fertilizantes), se reduce drásticamente su contenido de oxígeno. Este proceso, denominado eutrofización, conduce asimismo a rápidos incrementos en la concentración de sulfuro de hidrógeno, que es venenoso, lo cual acarrea desastrosas consecuencias para los ecosistemas litorales. La escorrentía agrícola no es la única causa de eutrofización; las actividades humanas hacen que aumente el nitrógeno atmosférico, el cual penetra sistemáticamente en el océano abierto. Este proceso supone un tercio del aporte de nitrógeno no reciclado al océano. Sea cual fuere la causa, la cuestión es que provoca el envenenamiento de peces y moluscos, lo cual reduce las capturas y pone en peligro la diversidad biológica. Un equipo dirigido por el Dr. Marcel Kuypers del Instituto Max Planck de Microbiología Marina (Alemania) investigó el sistema de Benguela, situado en la plataforma continental africana, frente a las costas de Namibia, para conocer la extensión y evolución de un «episodio» de sulfuro de hidrógeno. Tomaron muestras a varias profundidades en una vasta región y descubrieron que el compuesto tóxico abarcaba una extensión de 7.000 kilómetros cuadrados, pese a que el agua de la superficie no presentaba anomalías. Hicieron un seguimiento de este fenómeno en el tiempo y observaron que el sulfuro desaparecía a ciertas profundidades y que en algunas zonas se había desplazado a mayor profundidad, a la zona subóxica, donde no hay oxígeno. «La existencia de este aparente sumidero de sulfuro en la zona subóxica es un fuerte indicio de que el sulfuro ha sido oxidado de forma anaeróbica en la columna de agua», se lee en el estudio. Los científicos medioambientales emplean un modelo de «columnas de agua» para comprender las características de los distintos estratos de agua. Por ejemplo, los organismos que viven en el fondo del mar (bentos) dependen de que el pH, la presión y la salinidad se encuentren entre ciertos umbrales concretos, y no de los valores medios absolutos de esas condiciones entre el fondo y la superficie de una masa de agua. El nitrato, en ausencia de oxígeno, puede oxidar el sulfuro y, en la zona subóxica, a alrededor de 90 metros de profundidad, había tanto nitrato como sulfuro. De esta forma, los científicos dedujeron que debe estar produciéndose alguna interacción significativa. En el agua del fondo encontraron concentraciones similares de amonio y sulfuro, pero también observaron que el amonio desaparecía (o era oxidado de forma anaeróbica) justo por encima del sulfuro. «Es evidente que se oxida de forma anaeróbica, o sea, sin oxígeno», explicó Torben Stührmann del Instituto Max Planck de Microbiología Marina. «Hay muchas bacterias que no necesitan oxígeno para respirar, sino que pueden valerse del nitrato para ello. Y efectivamente hayamos un estrato de agua que contenía tanto sulfuro de hidrógeno como nitrato.» Recientemente se demostró que las bacterias denominadas anammox (acrónimo de oxidación anaerobia del amonio) eran responsables de la reducción drástica del nitrógeno en estas aguas. Pertrechados con estos conocimientos, los investigadores analizaron las muestras para averiguar si las bacterias contenidas en ellas metabolizaban de alguna forma el sulfuro de hidrógeno. Llevaron a cabo exhaustivos análisis químicos y genéticos y descubrieron que dos tipos distintos de proteobacterias participaban en la oxidación quimiolitotrófica del sulfuro valiéndose de nitrato. Los litótrofos son organismos que reciclan de forma natural el azufre y el nitrógeno, y los quimiolitótrofos son unas bacterias que habitan en el interior de otros organismos de las profundidades marinas y que pueden haber evolucionado de un tipo de cianobacteria. Las proteobacterias halladas en este estudio parecen estar relacionadas con la Candidatus Ruthia magnifica, una bacteria que vive en el interior de ciertos mejillones que suelen habitar en fumarolas y grietas submarinas. Las bacterias, al oxidar el sulfuro de hidrógeno del mar, crearon una franja que separaba las aguas superficiales (ricas en oxígeno) de las aguas profundas (tóxicas). Los científicos que participaron en este estudio demostraron que las bacterias limpiaron una zona de una extensión tres veces superior a la de Luxemburgo. Se trata de la primera demostración de una desintoxicación por bacterias a gran escala de aguas ricas en sulfuro en el océano abierto. Este logro tiene implicaciones importantes: la observación de los mares para detectar fenómenos tóxicos se basa en tecnologías que no van más allá de las aguas superficiales. Por lo tanto, es muy difícil estudiar con precisión la envergadura de fenómenos de limpieza bacteriana de zonas eutrofizadas si estos se producen en aguas profundas. «Este descubrimiento nuestro de una florescencia bacteriana gigantesca que ha eliminado sulfuro de hidrógeno es una noticia muy positiva, pero también preocupante a la vez», afirmó el Dr. Kuypers. «El sulfuro de hidrógeno es tóxico incluso en concentraciones bajas y puede matar de inmediato a los peces, moluscos y crustáceos. La buena noticia es que, al parecer, las bacterias descubiertas consumen el sulfuro de hidrógeno antes de que llegue a las aguas superficiales, donde viven los peces. Por otra parte, lo preocupante es que encontramos una extensión del tamaño del Mar de Irlanda o el Mar de Wadden cuyas aguas eran sulfídicas en las profundidades, lo cual no se aprecia en las fotos de satélite ni es detectado por los puestos de control próximos a la costa.» Se cree que en las próximas décadas se producirá un agudo incremento de la hipoxia en las plataformas continentales por efecto del calentamiento global y la eutrofización antropogénica. No obstante, según el Dr. Gaute Lavik del mencionado instituto, «ahora podemos deducir la presencia de aguas sulfídicas a partir de ciertas condiciones del medio ambiente, lo que de cara al futuro nos brinda cierta capacidad para predecir estos fenómenos».
Países
Austria, Alemania, Namibia, Suecia
