Con el objetivo de comprender los factores que influyen en el ensamble de las comunidades microbiológicas asociadas a las floraciones de algas de nieve, un equipo de investigadores del Centro de Investigación Dinámica de Ecosistemas Marinos de Altas Latitudes (IDEAL) de la Universidad Austral de Chile (UACh) publicó un nuevo trabajo científico en la prestigiosa revista Microbiome de Springer Nature.

El trabajo fue liderado por la investigadora Daniela Soto y contó con la participación de los académicos del Instituto de Ciencias Marinas y Limnológicas de la Facultad de Ciencias de la UACh, Iván Gómez y Pirjo Huovinen, también investigadores del Centro IDEAL.

Las algas de nieve son microorganismos eucariontes que colonizan la nieve durante las épocas de primavera y verano alrededor del mundo. Una de sus funciones es que son productores primarios, es decir, fijan el carbono atmosférico y lo transforman en carbono orgánico que sirve como alimento para toda la comunidad de microorganismos y posiblemente microinvertebrados que colonizan la nieve. En una región como la Antártica, su papel cobra más relevancia, debido a que influyen en la producción de carbono a nivel terrestre y porque su presencia en la nieve disminuye un parámetro llamado albedo, que es la cantidad de radiación reflejada por una superficie.

“En el caso de la nieve blanca, esta puede reflejar hasta un 90% de la radiación recibida. En cambio, la presencia de algas de nieve puede reducir el albedo hasta en un 30%. Es decir, en vez de que esta energía vuelva a la atmósfera, es retenida en la superficie terrestre retroalimentando los procesos de derretimiento de nieve en la Antártica, el que ya es exacerbado debido al cambio climático”, explica Soto.

“A pesar de esta aparente propiedad negativa, las algas de nieve son un reservorio de biodiversidad microbiológica que pueden albergar incluso especies endémicas y, como sabemos, la salud de los ecosistemas también depende de la biodiversidad. Con respecto a la coloración, esta se debe a que debido al aumento de temperatura y la radiación solar propia del verano, las algas de nieve proliferan hasta hacerse visibles. Tiñen la nieve verde porque poseen clorofila, el pigmento típico de las plantas, y también la pueden teñir de color rojo porque, ya sea como parte de su ciclo de vida o como respuesta a las condiciones ambientales, acumulan una gran cantidad de carotenoides secundarios de color rojizo. Cuando esto ocurre, a pesar de que sigan siendo algas verdes, se ven rojas debido a la acumulación de estos pigmentos”, agrega la investigadora.

Resultados del estudio

Los investigadores han podido observar cómo las floraciones de algas de nieve en la Antártica están siendo menos extensas en el norte de la Península. Esto posiblemente se deba al rápido derretimiento de la nieve, que ha erosionado por completo su hábitat. En este sentido, el grupo de científicos propuso un modelo que integra los factores que influyen en el ensamble de las comunidades microbiológicas asociadas a las algas de nieve. Para esto, se realizó un análisis temporal de la progresión del desarrollo de floraciones de algas de nieve en Antártica, desde sus estadios tempranos hasta que eran notoriamente visibles.

“La composición de la comunidad microbiana asociada al crecimiento de algas de nieve se evaluó mediante secuenciación masiva de genes marcadores específicos para bacterias y eucariontes. El estudio tuvo una duración de 35 días, donde se colectaban muestras cada tres o cuatro días en cuatro sitios distintos alrededor de la base O’Higgins. Además de determinar la composición de la comunidad, con los datos moleculares y ambientales cuantificamos la contribución de distintos procesos ecológicos al ensamble de la comunidad de bacterias y eucariontes y cómo influye la concentración de nutrientes en la estructura de la comunidad”, explicó Daniela Soto sobre la metodología aplicada.

Con respecto a los resultados, la investigadora destaca que “los procesos ecológicos que gobiernan la composición de bacterias y eucariontes en las floraciones algas de nieve son diferentes. En el caso de las bacterias, las condiciones ambientales propias de los ecosistemas polares juegan un rol fundamental al filtrar solo aquellos organismos que puedan tolerarlas. En cambio, en el caso de los eucariontes vemos que el proceso es más azaroso y existen limitaciones en la dispersión de algunas especies de algas. De hecho, encontramos que algunas de las floraciones estaban formadas por especies que al parecer son endémicas (e.g Chlorominima collina), lo que por un lado desafía la concepción de que las algas de nieve son capaces de dispersarse sin mayores limitaciones alrededor del mundo y, por otro lado, destaca el rol de la Antártica como reservorio de biodiversidad único en el planeta”.

Finalmente, en el sitio de muestreo, los nutrientes no tuvieron un papel decidor en la estructura de la comunidad y los investigadores postulan que es por estar en presencia de un sitio saturado de nutrientes debido a la influencia de colonias de pingüinos. “Esto si bien no contradice lo que se sabe del desarrollo de algas de nieve, sí desafía la idea de que la limitación de nutrientes es un factor ambiental característico de los sitios donde se desarrollan las floraciones. Finalmente, lo que tenemos son escenarios diferentes y eso influye tanto en la abundancia como en la composición de la comunidad microbiana”.