El estudio de las muestras, la primera en el mundo a escala global, aportará nuevas claves de una biodiversidad que no se ha explorado todavía. Podría suponer en los próximos años el hallazgo de decenas de millones de nuevos genes.

Los trabajos de secuenciación, enmarcados en el proyecto Malaspinomics, se centran en los virus, bacterias y protistas que pueblan el océano hasta los 4.000 metros de profundidad. La mayor parte de la masa viva de los organismos marinos está compuesta por microorganismos. De ellos, un 72% habita el océano oscuro, a partir de los 200 metros de profundidad. No obstante, hasta ahora la secuenciación del ADN o ARN había quedado limitada casi exclusivamente a las aguas superficiales del océano. En concreto, el 60% de las especies bacterianas del océano profundo detectadas mediante técnicas de secuenciación masiva son desconocidas.

«Los nuevos protocolos de secuenciación y de análisis permiten extraer bastante más información que en estudios previos, limitados a regiones concretas o a aguas superficiales, y a un nivel de resolución sin precedentes», asegura el investigador del CSIC y coordinador de la expedición Malaspina Carlos Duarte.

Se han detectado bacterias capaces de degradar compuestos altamente tóxicos que se han ido acumulando en el fondo marino. «Hemos descubierto bacterias con rutas metabólicas capaces de degradar metilmercurio derivado de la actividad humana. Otras bacterias, los metanotrofos, utilizan los productos de degradación de esos compuestos tóxicos como fuente de carbono y energía. La detección de estas plantas de reciclaje del océano profundo nos permite identificar aquellas regiones con mayor cúmulo de sustancias tóxicas y utilizar estas bacterias para testar el estado ecológico de un ambiente tan desconocido hasta ahora», asegura Silvia Acinas, del Instituto de Ciencias del Mar.

Millones de genes nuevos

Para Josep Maria Gasol, líder del bloque de microorganismos de Malaspina, las muestras «son especialmente valiosas porque provienen de zonas científicamente poco estudiadas hasta ahora, como el Índico y el Pacífico Sur. Las evidencias más recientes sugieren que el océano profundo alberga bacterias activas y muy diversas, así como arqueas protistas, virus y zooplancton».

«El número de especies marinas utilizadas como fuente de genes con interés comercial crece a un ritmo de un 12% anual. El potencial biotecnológico de los organismos marinos es inmenso y más aún en el océano profundo. Esperamos que los genes recolectados en Malaspina abran la puerta a múltiples aplicaciones biotecnológicas en campos como la bioenergía, la alimentación o la cosmética», explica Jesús María Arrieta, del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados.

«Esta colección tiene un incalculable valor estratégico porque ningún país posee este tipo de muestras a escala global. Vamos a entregar a las bases de datos internacionales centenares de millones de genes nuevos con capacidades metabólicas hasta ahora desconocidas y con posibles aplicaciones. Cuando empezamos a gestionar Malaspina, no contábamos con que fuera posible secuenciar en España, pero ahora disponemos de la tecnología necesaria para llevarlo a cabo», destaca Duarte.

La Expedición de Circunnavegación Malaspina 2010, un proyecto dirigido por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, integra a más de 400 científicos de todo el mundo, arrancó el 15 de diciembre de 2010 con la salida del puerto de Cádiz del buque de investigación oceanográfica Hespérides. A bordo de este barco de la Armada Española y del buque Sarmiento de Gamboa, perteneciente al CSIC, los investigadores han estudiado durante nueve meses (siete a bordo del Hespérides y tres a bordo del Sarmiento) el impacto del cambio global en el ecosistema del océano y explorado su biodiversidad.

Los científicos tomaron cerca de 200.000 muestras de agua, plancton, partículas de la atmósfera y gases en 313 puntos de los océanos Índico, Pacífico y Atlántico con profundidades de hasta 6.000 metros. A bordo midieron la temperatura y salinidad, las propiedades de la superficie, la acústica de las corrientes marinas, la concentración de oxígeno y dióxido carbono en el mar y en la atmósfera y el alcance de la luz solar, entre otros parámetros.

Más de 250 científicos españoles integrados en 27 grupos han participado en la expedición. Han estado implicadas 19 instituciones españolas, algunas de ellas, como el CSIC o la Armada Española, con múltiples institutos y unidades, y 19 organismos asociados, tres de ellos españoles y 16 extranjeros. En total, incluyendo estudiantes y científicos extranjeros, han participado cerca de 700 personas, entre ellas 400 investigadores, más de medio centenar de técnicos, un centenar de efectivos de la Armada y 40 marinos civiles.

Los científicos han detectado una pérdida de oxígeno en las aguas subtropicales y tropicales de todos los océanos. Una de las principales causas podría ser la falta de ventilación, relacionada con el calentamiento global.

En el Pacífico Sur, cerca de Samoa, registraron la mayor transparencia en el agua que se haya medido hasta el momento. En esta región la radiación ultravioleta penetra hasta los 60 metros de profundidad en dosis suficientes para causar mortalidad en las células del plancton. La razón fundamental es la escasez de materia orgánica disuelta y de fitoplancton, así como la disminución de la capa de ozono.

Otro hallazgo novedoso es que la capa más profunda, la que se sitúa a más de 5.000 metros de profundidad, se ha calentado.

Los investigadores han comprobado la presencia de grandes cantidades de fragmentos minúsculos de plástico en todos los giros subtropicales (Atlántico Sur, Norte, Índico Sur y Pacífico Norte), que son las zonas alejadas de los continentes y donde la actividad industrial humana es casi inexistente. Los científicos temen que estos plásticos puedan llegar a interferir en la dinámica de las comunidades naturales marinas en esta zona.

La expedición ha servido también para comprobar que el Índico tiene la capacidad de absorber tres veces más nitrógeno de la atmósfera que el Atlántico.