Los microorganismos emplean un arma secreta durante el metabolismo
En el ciclo global del carbono, los microorganismos han desarrollado diversos métodos para fijarlo. Investigadores de Bremen y Taiwán han estudiado los métodos utilizados en fuentes hidrotermales extremadamente calientes, ácidas y ricas en azufre situadas en aguas poco profundas frente a la isla de Kueishantao (Taiwán). Un equipo que trabaja con la primera autora, Joely Maak, del MARUM - Centro de Ciencias del Medio Marino de la Universidad de Bremen, ha publicado ahora su estudio en la revista profesional Biogeosciences.
Incluso en aguas marinas poco profundas se dan condiciones extremadamente duras. Una causa común de ello es la presencia de sistemas hidrotermales en los que materiales disueltos del interior de la Tierra se abren paso hasta la superficie. Estos sistemas suelen ser la única fuente de energía en las profundidades marinas, ya que la fotosíntesis no es posible en las oscuras profundidades. Sin embargo, también hay fuentes hidrotermales en regiones costeras poco profundas, por ejemplo, cerca de la isla volcánica de Kueishantao, al este de Taiwán. La isla está rodeada de fuentes hidrotermales en aguas poco profundas, a unos diez metros. Aquí, el agua caliente y ácida sube a la superficie y altera la química del agua marina. El resultado son condiciones extremas.
"Estas chimeneas liberan agua sobrecalentada y muy ácida en las columnas de agua suprayacentes. Se podría pensar que un lugar tan extremo carece de vida, pero en realidad está lleno de vida porque, al mismo tiempo, las chimeneas producen constantemente energía química en forma de compuestos químicos reducidos", explica Joely Maak, primera autora del estudio y estudiante de doctorado en el MARUM. Uno de los organismos predominantes en estos sistemas hidrotermales es un microorganismo llamado Campylobacteria. Su "arma secreta", como la denomina Maak, es el ciclo del ácido tricarboxílico reductor (rTCA). Este ciclo es una vía bioquímica para transferir carbono a moléculas orgánicas y biomasa. En comparación con el ciclo de Calvin, más utilizado, los organismos que utilizan el rTCA no tienen que pasar por tantas etapas que requieren un gran consumo de energía. Ésa es el arma secreta que les permite predominar en este entorno extremo.
"El análisis de las proporciones isotópicas nos ha permitido rastrear el carbono fijado mediante esta 'arma secreta' incluso en el cangrejo que vive allí, una transferencia que antes no podía detectarse de esta forma", explica la Dra. Solveig Bühring del MARUM, autora principal de este estudio.
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Publicación original
Joely M. Maak, Yu-Shih Lin, Enno Schefuß, Rebecca F. Aepfler, Li-Lian Liu, Marcus Elvert, Solveig I. Bühring; "The energy-efficient reductive tricarboxylic acid cycle drives carbon uptake and transfer to higher trophic levels within the Kueishantao shallow-water hydrothermal system"; Biogeosciences, Volume 22, 2025-4-15
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