EL CRÍPTICO CICLO DEL AZUFRE EN LA ZONA DE MÍNIMO OXÍGENO

Un estudio realizado por un equipo internacional frente a las costas de nuestro país da nuevas luces sobre la dinámica de estas áreas del océano.

Hasta ahora se pensaba que el ciclo del nitrógeno dominaba la biogeoquímica y la ecología
microbiana en las zonas de mínimo oxígeno (ZMO) en ambientes marinos.

Pero un estudio realizado por un equipo científico de Estados Unidos, Dinamarca y Chile, frente a las costas de nuestro país, y publicado en la edición del 3 diciembre de Revista Science, da nuevas luces sobre la dinámica de estas áreas especiales del océano.

Los científicos observaron que, en estas áreas deficientes en oxígeno, junto al ciclo del nitrógeno coexiste uno propio del azufre, algo inesperado de acuerdo a los textos de microbiología.

El académico del departamento de Oceanografía e investigador del Centro Copas, Osvaldo Ulloa, señala que hasta ahora no se pensaba que la actividad microbiana asociada al ciclo del azufre pudiera ocurrir en aguas abiertas del océano con bajo contenido de oxígeno.

Este ciclo estaba circunscrito sólo a los sedimentos del fondo del mar o a aguas estancadas con muy poca ventilación, como en ciertos fiordos o cuencas semi-cerradas, “donde ciertas bacterias respiran la materia orgánica con sulfato en vez de oxígeno, produciéndose la acumulación de ácido sulfhídrico”, explica el oceanógrafo que integró el equipo responsable del estudio.

Este gas altamente tóxico -que se reconoce por el olor característico a huevo podrido y que se produce durante la descomposición bacteriana de la materia orgánica en ausencia de oxígeno- también puede ser utilizado como fuente de energía por otras bacterias que, al
oxidarlo, detoxifican el ambiente.

Las observaciones realizadas a bordo del buque oceanográfico de la Armada Vidal Gormaz en distintas estaciones en la ZMO frente a Iquique, demostraron que en la columna de agua existe un ciclo del azufre muy activo. Esto, agrega el científico, no se consideraba posible, ya que la presencia de nitrato en el agua de mar –algo que abunda en el océano- no favorece un ciclo activo del azufre, desde la perspectiva termodinámica. “Además, a diferencia de lo que se observa en fiordos o cuencas semi-cerradas, donde el ácido sulfhídrico se acumula y el nitrato desaparece totalmente, en las zonas de mínimo oxígeno oceánicas no se detecta la presencia de este gas tóxico en el agua de mar”.

Por esa dificultad de “ver” el ácido sulfhídrico, los científicos han presentado a este proceso como “un ciclo críptico”.

Pero las evidencias llegaron de manos de sofisticadas técnicas.

BACTERIAS AMANTES DEL AZUFRE

A través de la secuenciación masiva de ADN ambiental (metagenómica), los investigadores encontraron abundancia de microorganismos que participan en el ciclo del azufre y diversos genes bacterianos que codifican enzimas que les permiten “consumir” este elemento.

Con técnicas geoquímicas muy precisas (de alta sensibilidad) pudieron, además, determinar las tasas a las que las bacterias están produciendo ácido sulfhídrico en la columna de agua.

Los investigadores observaron, al mismo tiempo, que en lugar de acumularse, el gas era oxidado inmediatamente -probablemente con nitrato- por otras bacterias. Esta era una de las razones por las que el ciclo del azufre permanecía “escondido”.

Este estudio da una nueva mirada a las ZMO. La comprobación de la existencia de este nuevo ciclo, abre también nuevas interrogantes.

El doctor Ulloa señala que en Namibia (Sudáfrica) existe una zona de mínimo oxígeno similar, pero -a diferencia de lo que ocurre en nuestro país- ese sistema es menos productivo. Esto se debería a que allí sí se está produciendo la acumulación de ácido sulfhídrico en la columna de agua.

En el caso del área de estudio frente a las costas de Chile, el gas es consumido inmediatamente por otras bacterias que evitan así que el ambiente se vuelva tóxico.

Aunque constituyen una pequeña porción del océano, estas zonas afectan desproporcionadamente al ciclo del nitrógeno a nivel planetario. Es allí donde –dice el investigador- los océanos pierden masivamente nitrógeno, un nutriente esencial para su productividad.

Una interrogante que surge de esta investigación es si la situación actual, que permite la detoxificación de las aguas, se mantendrá o puede cambiar.

Las predicciones del cambio climático por el calentamiento global indican que estas zonas podrían reducir cada vez más sus niveles de oxígeno y, con una menor disponibilidad de nitrógeno, la acumulación de ácido sulfhídrico haría a estos ambientes más tóxicos, poniendo en peligro la supervivencia de los recursos marinos.

El funcionamiento de estos ecosistemas se ha considerado hasta hoy fuertemente dependiente de microorganismos que utilizan compuestos nitrogenados para su metabolismo; pero a la luz de esta investigación, está claro que las bacterias que se alimentan de azufre también tienen mucho que decir.