Alimento a partir de energía química: cómo funcionan las comunidades de las profundidades marinas

La energía reside en el desequilibrio químico

Allí donde emergen fluidos del fondo marino, entran en contacto entornos químicos distintos. Sustancias como el sulfuro de hidrógeno o el metano pueden servir a los microorganismos como punto de partida de reacciones que liberan energía. Esta energía puede utilizarse para producir materia orgánica. Por tanto, la quimiosíntesis no designa un metabolismo sin fuente de energía, sino una vía de obtención de energía que no se basa directamente en la absorción de luz. Las fuentes hidrotermales y las filtraciones frías difieren en temperatura, en los procesos geológicos que las originan y en su composición química. Por ello, no deben tratarse como un hábitat uniforme. También es decisivo que los reactivos adecuados estén disponibles conjuntamente. La energía química no reside simplemente en una sustancia aislada, con independencia de su entorno. Puede aprovecharse mediante una reacción posible entre sustancias en distintos estados químicos, cuyo suministro contribuye a determinar la actividad de cada comunidad.

Las simbiosis sitúan a los microbios en lugares favorables

Muchos de los animales más llamativos de estos hábitats mantienen una estrecha relación con microorganismos quimiosintéticos. Estos socios pueden vivir en el interior del animal o sobre su superficie y beneficiarse del acceso a sustancias adecuadas. A cambio, el animal recibe compuestos orgánicos o aprovecha los microbios de otras maneras como base de su alimentación. Estas relaciones no constituyen un intercambio idéntico en todos los casos; su organización concreta depende de la especie. Por ello, quienes investigan estos sistemas estudian conjuntamente la anatomía, la composición de la comunidad microbiana y el metabolismo. La mera presencia de una bacteria no demuestra qué contribución realiza a la nutrición. Para determinarlo se necesitan indicios adicionales, por ejemplo, sobre las sustancias que realmente se metabolizan y la transferencia de carbono. Está establecido el papel central de los microbios quimiosintéticos en muchas comunidades de fuentes hidrotermales y filtraciones. Sin embargo, los detalles de cada asociación concreta siguen siendo objeto de investigaciones biológicas y geoquímicas específicas.

No toda la vida de las profundidades marinas depende de las fuentes hidrotermales

Las impresionantes comunidades que viven en las zonas de emanación no deben equipararse con el conjunto de las profundidades marinas. Amplias zonas reciben materia orgánica de las capas superiores del agua, mientras que, a escala local, pueden cobrar importancia otras fuentes, como los cadáveres de animales o la madera que se han hundido. Incluso los sistemas en los que predomina la quimiosíntesis están conectados con su entorno. Por ejemplo, determinadas reacciones pueden utilizar oxígeno que llega a las aguas profundas mediante procesos a gran escala. Por tanto, este hallazgo no refuta la importancia de la fotosíntesis para el resto del océano. Amplía el panorama al incorporar vías adicionales de producción primaria biológica. Los buques de investigación, los vehículos sumergibles y los análisis de muestras solo permiten estudiar aspectos parciales de estos lugares de difícil acceso. Por ello, una sola expedición no permite deducir un balance anual completo. Las conclusiones resultan especialmente fiables cuando las mediciones químicas, los análisis microbianos y las observaciones repetidas respaldan de forma independiente una misma explicación del funcionamiento de la comunidad.

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