Se sabe poco sobre los entornos oceánicos profundos. Pero los científicos que se centran en las profundidades del Atlántico Norte ahora están aprendiendo más sobre sus ecosistemas, incluido el papel de los vastos terrenos de esponjas marinas, y cómo protegerlos contra los efectos del cambio climático y la industria.

Las esponjas de aguas profundas, invertebrados acuáticos que pasan su vida adheridos al lecho marino y se encuentran en casi todas las áreas de las profundidades del océano, han sido particularmente descuidadas cuando se trata de investigación y conservación. Pero son un componente importante de sus ecosistemas.

"Dada su enorme capacidad de filtrado y su importante papel en el bombeo y la limpieza del océano, los suelos de esponjas tienen un efecto sobre la salud del océano, ", dijo el profesor Hans Tore Rapp de la Universidad de Bergen en Noruega.

Pero estudiar las esponjas no es fácil. Encontrado a profundidades de hasta 4, 000 metros, las esponjas son de difícil acceso y la mayoría no pueden soportar la exposición al aire, lo que dificulta la realización de experimentos de laboratorio.

Distinguir las especies también es complicado porque muchas tienen características distintivas limitadas. "Hoy en día, una combinación de información morfológica y ADN ha facilitado un poco las cosas, pero sigue siendo una tarea desafiante y que requiere mucho tiempo, "dijo el profesor Rapp.

El profesor Rapp y sus colegas están identificando diferentes especies para un proyecto de amplio alcance llamado SponGES. Los científicos están investigando las funciones ecológicas de las esponjas, cómo se pueden utilizar estos animales en biotecnología, así como la resiliencia de sus ecosistemas.

"Usaremos herramientas de modelado para mirar hacia el futuro, para ver cómo estos terrenos de esponjas se verán afectados por el cambio climático o cualquier tipo de estresante, "dijo el profesor Rapp.

Genomas de esponja

Hasta aquí, los científicos han descubierto más de 30 nuevas especies de esponjas y han producido los conjuntos de datos genómicos de esponjas más grandes de la historia, que debería revelar cómo se relacionan las diferentes especies y poblaciones. También realizaron experimentos en el laboratorio para investigar las funciones de sus ecosistemas. como la forma en que absorben y convierten el carbono y los nutrientes inorgánicos como el nitrógeno y el fósforo en alimento para el resto del hábitat.

Ahora están realizando experimentos en el lecho marino. '(Estamos) mirando esponjas en áreas vírgenes y luego comparando cómo funcionan en áreas que están más afectadas, ya sea de petróleo y gas o de minería, "dijo el profesor Rapp.

El proyecto también está adoptando un enfoque novedoso para el descubrimiento de fármacos. Los productos químicos que usan las esponjas para defenderse podrían potencialmente usarse para tratar el cáncer y las enfermedades infecciosas.

Por lo general, las esponjas se muelen y se prueban para identificar compuestos que podrían usarse para desarrollar medicamentos. El proyecto, sin embargo, está tratando de concentrarse en los genes involucrados en la producción de estos compuestos para poder producirlos de manera sostenible en el laboratorio.

"Ya hemos identificado algunas de las secuencias de genes que están relacionadas con la producción de compuestos anticancerígenos, "dijo la Dra. Shirley Pomponi de la Florida Atlantic University en los EE. UU. y la Wageningen University en los Países Bajos, quien lidera el brazo de biotecnología del proyecto.

La Dra. Pomponi y sus colegas del proyecto también están un paso más cerca de crear implantes óseos que utilizan la arquitectura de la esponja. Las esponjas producen elementos esqueléticos microscópicos, o espículas, hechos de biosílice que son los componentes básicos de sus estructuras. Se ha descubierto que la biosílica induce a las células formadoras de hueso a producir más hueso. Por lo tanto, los científicos esperan hacer andamios de implantes con células formadoras de hueso.

Lograron un gran avance al crear una línea celular en el laboratorio a partir de células de esponja de aguas profundas, que, según el Dr. Pomponi, es la primera vez que se hace esto para cualquier invertebrado marino.

El Dr. Pomponi dice que las líneas celulares son emocionantes ya que permitirán a los científicos estudiar cómo las esponjas producen sus esqueletos, así como sus sustancias químicas defensivas. El equipo se centra en cómo producir biosílice y estos productos químicos en cultivos de tejidos, ella dice.

En peligro de extinción

Los formuladores de políticas ya están reconociendo los resultados del proyecto. Los terrenos de esponjas ahora se han incluido en la Lista Roja Noruega para hábitats en peligro de extinción, por ejemplo.

"Ahora también estamos contribuyendo a incluir los terrenos de esponjas en el plan de gestión de los mares nórdicos, "dijo el profesor Rapp.

Además de las esponjas, Es necesario comprender mejor otros elementos de los ecosistemas del océano Atlántico norte profundo. Para abordar esto, un proyecto llamado ATLAS está llevando a cabo la mayor evaluación del área hasta la fecha.

El Atlántico profundo alberga una serie de ecosistemas vulnerables, dice el profesor Murray Roberts de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido, el coordinador del proyecto.

"Necesitamos entender los corales, las esponjas, las almejas, necesitamos entender los montes submarinos, " él dijo.

"Y, de manera fundamental, debemos comprender cómo la industria ya está activa en estas áreas, y proponiendo incrementar sus operaciones, podría afectar estos sistemas ".

El proyecto está monitoreando las profundidades del océano mediante el uso de instrumentos de monitoreo del clima, junto con nuevos equipos, como conjuntos de sensores para medir el dióxido de carbono y la acidez, para proporcionar lecturas regulares por primera vez que se pondrán a disposición del público.

La nueva información ayudará a comprender mejor la física del océano, como los patrones de circulación, por ejemplo, para que se puedan predecir los cambios.

El proyecto ha publicado 49 artículos científicos, revelador por ejemplo, cómo se nutren los corales del fondo marino en un entorno donde hay poca comida disponible.

Las simulaciones mostraron que las corrientes de agua interactúan con los montículos de coral, que puede crecer cientos de metros de altura para atraer materia orgánica hacia ellos desde la superficie.

"Es un ejemplo asombroso de ingeniería de ecosistemas a una escala que nunca antes habíamos visto, ", dijo el profesor Roberts. Los científicos harán un seguimiento tomando medidas en el campo para ver si están de acuerdo con su modelo.

Pesca

Otro aspecto del proyecto consiste en reunir a diferentes sectores que utilizan el océano, como empresas pesqueras y de petróleo y gas, planificar el espacio marino de una manera más sostenible. "Es como la planificación urbana en cierto sentido para los océanos, "dijo el profesor Roberts.

El objetivo del equipo es asegurarse de que las actividades oceánicas sean sostenibles y de que se conserven los ecosistemas.

Han estado trabajando con empresas multinacionales de petróleo y gas, por ejemplo, para evaluar las áreas en las que operan, donde hay ecosistemas vulnerables como terrenos de esponjas y arrecifes de coral. También es necesario abordar el impacto del cambio climático.

"Con el calentamiento del océano Atlántico y la acidificación gradual, las áreas que han sido protegidas terminarán siendo inadecuadas para las mismas cosas que se cerraron para proteger, "dijo el profesor Roberts.

Basado en los hallazgos científicos del proyecto, el equipo planea idear estrategias de gestión para sectores como la minería de aguas profundas y las energías renovables donde se prevé un crecimiento. El equipo también desarrolló nuevos modelos que muestran la distribución de especies del Atlántico profundo que proporcionarán un buen punto de partida.

"Comprendemos mucho mejor la probabilidad de que existan especies vulnerables en áreas que las industrias buscan explotar, ", dijo el profesor Roberts." (ahora) estamos llevando eso a la industria y la política ".

Esponjas:supervivientes del mar

Los naturalistas del siglo XVI consideraban que las esponjas de mar eran plantas, en realidad son animales que viven adheridos a superficies en zonas de mareas o áreas de hasta 8, 500 metros.

Las esponjas marinas se alimentan por filtración que pueden sobrevivir durante largos períodos sin comida, como durante los inviernos polares sin luz. Algunas esponjas también pueden vivir cientos de años. Un ejemplar del tamaño de una minivan, se cree que tiene siglos o milenios, fue descubierto 2, 100 metros por debajo de la superficie del océano en Hawái en 2016.

Las células esponja son como las células madre:las esponjas pueden regenerar todo el cuerpo a partir de una sola célula. Las esponjas en sí mismas no tienen órganos internos. En lugar de, todo su cuerpo procesa el oxígeno y los nutrientes.

La mayoría de las esponjas se alimentan y respiran extrayendo nutrientes y oxígeno que flotan en el agua. . El agua entra en los poros de una esponja y pasa a través de los intrincados canales y cámaras que forman su cuerpo. Las células especiales que recubren el interior del cuerpo de una esponja capturan las partículas de alimentos y mantienen el agua en constante circulación.

Aproximadamente 140 especies de esponjas conocidas, la mayoría de ellas habitantes de aguas profundas, son carnívoras. Atrapan diminutos crustáceos y larvas con ganchos microscópicos y los digieren, célula por célula, durante varios días.