Culture bottle in the lab. Photo: Kai Lohbeck, GEOMARKIEL, Alemania.- El dióxido de carbono (CO2) derivado de los combustibles fósiles tiene un serio impacto en el clima global, pero también tiene efecto sobre los océanos. Cuando el CO2 se disuelve en el agua de mar forma ácido carbónico y genera una caída en el pH, acidificando de esta forma los océanos.

Los experimentos de corto plazo han demostrado que los organismos calcificantes, como los corales, almejas y caracoles, pero también el fitoplancton son afectados por la acidificación de los océanos. El potencial de los organismos para adaptarse a las condiciones de un océano ácido vía la evolución no ha sido resuelta.

Los científicos del Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel (GEOMAR)  han demostrado por primera vez el potencial de la microalga unicelular Emiliania huxleyi para adaptarse a las condiciones cambiantes del pH y por consiguiente mitiga parcialmente los efectos negativos de la acidificación de los océanos. Estos resultados obtenidos por los biólogos Kai, Lohbeck, Prof. Ulf Riebesell y el Prof. Thorsten Reusch acaban de ser publicados en la última edición de Nature Geoscience.

Las cepas experimentales de E. huxleyi fueron aisladas de las aguas costeras de Noruega y cultivados en laboratorio bajo condiciones de CO2 proyectadas en el futuro. Después de un año, en donde generaron 500 generaciones de la microalgas, los biólogos detectaron la adaptación a un novel alto de CO2; las poblaciones adaptadas crecieron y calcificaron significativamente mejor que las poblaciones control no adaptadas cuando se realizaron las pruebas bajo condiciones de acidificación de los océanos.

“Desde una perspectiva biogeoquímica el hallazgo más interesante fue probablemente una parcial restauración en las tasas de calcificación” dijo Riebesell. E. huxleyi cubre su superficie celular con escamas diminutas de calcita, que se determino que disminuyen en peso bajo las crecientes concentraciones de CO2. “Esto era lo que esperabamos de acuerdo con la literatura. Pero quedamos fascinados para encontrar que la calcificación afectada se recupero parcialmente después de sólo 500 generaciones” resaltó Lohbeck.

Los mecanismos evolutivos propuestos por los científicos de GEOMAR son la selección sobre diferentes genotipos y la acumulación de nuevas mutaciones beneficiosas. Cada una de las adaptaciones no ha sido demostrada anteriormente en alguna especie de fitoplancton. “Con este estudio hemos mostrado por primera vez que los procesos evolutivos pueden tener el potencial de actuar sobre escalas de tiempo relevantes del cambio climático y por consiguiente mitigar los efectos negativos sobre la acidificación del océano” destacó Reusch, y agregó “estos hallazgos enfatizaron la necesidad de considerar los procesos evolutivos en los futuros estudios sobre las consecuencias biológicas del cambio global”. Emiliania huxleyi cells in an electro-microscopic picture. Photo:Lennart Bach, GEOMAR

A pesar de estos hallazgos, los científicos de GEOMAR de ninguna manera piensan sobre una señal clara para la acidificación del océano. El potencial de la evolución adaptativa puede ser grande en las especies con reproducción rápida con tamaños poblacionales grandes como E. huxleyi. “Esta es una de las razones por las cual hemos optado por esta especie para nuestros estudios” dijeron los científicos. Las especies que viven más tiempo y especialmente aquellos que tiene poca descendencia por generación comúnmente tienen un mucho menor potencial adaptativo sobre el cambio climático en escala de tiempo relevantes.

Referencia:
Lohbeck, Kai T., Ulf Riebesell, Thorsten B.H. Reusch, 2012: Adaptive evolution of a key phytoplankton species to ocean acidification. Nature Geoscience, doi: 10.1038/NGEO1441