A medida que el hielo marino del Ártico se retira, los científicos han descubierto un sorprendente rayo de esperanza escondido en una historia que de otro modo sería sombría. Las bacterias que viven debajo del hielo están convirtiendo silenciosamente el gas nitrógeno en nutrientes que alimentan la base de la cadena alimentaria, un proceso que los investigadores pensaban que era imposible en estas aguas gélidas y cubiertas de hielo.
El hallazgo, publicado hoy en Communications Earth & Environment, sugiere que el Océano Ártico ha estado albergando una fuente subestimada de nitrógeno, el nutriente que las algas necesitan desesperadamente para crecer. Más algas significa más alimento para los diminutos crustáceos que alimentan a los peces, lo que podría cambiar las predicciones sobre el futuro de la vida marina del Ártico.
“Hasta ahora, se creía que la fijación de nitrógeno no podía tener lugar bajo el hielo marino porque se suponía que las condiciones de vida de los organismos que realizaban la fijación de nitrógeno eran demasiado malas”, dice Lisa von Friesen, quien dirigió el estudio mientras estaba en la Universidad de Copenhague.
Bordes de hielo zumbando con actividad bacteriana
Los investigadores midieron la fijación de nitrógeno en 13 lugares del Océano Ártico central, desde las aguas al norte de Svalbard hasta el mar frente al noreste de Groenlandia. Encontraron las tasas más altas donde el hielo se estaba derritiendo activamente a lo largo del borde del hielo, áreas donde la luz del sol finalmente penetra y el agua derretida se arremolina hacia el océano más oscuro debajo.
En estas zonas de deshielo, bacterias especiales llamadas no cianobacterias están haciendo el trabajo pesado. A diferencia de sus primos de océanos más cálidos, los fijadores de nitrógeno del Ártico no son las conocidas cianobacterias fotosintéticas. En cambio, son un grupo completamente diferente: bacterias que se alimentan de la materia orgánica disuelta liberada por las algas y, a cambio, proporcionan nitrógeno fijo que ayuda a las algas a crecer.
Las tasas más altas de fijación de nitrógeno, hasta 5,3 nanomoles por litro por día, aparecieron junto con una floración de fitoplancton en el borde del hielo dominada por diatomeas. Los investigadores encontraron fijación de nitrógeno incluso bajo un espeso hielo de varios años en el Ártico central, aunque a tasas más bajas.
Un circuito de retroalimentación entre algas y bacterias
La relación parece ser recíproca. Las algas liberan carbono orgánico a medida que crecen, que alimenta a las bacterias fijadoras de nitrógeno. Las bacterias, a su vez, liberan nitrógeno que permite que florezcan más algas. Cuando los investigadores añadieron carbono orgánico disuelto adicional a las muestras de agua, las tasas de fijación de nitrógeno aumentaron en algunas estaciones, lo que sugiere que las bacterias tenían una limitación de carbono.
“En otras palabras, es probable que se haya subestimado la cantidad de nitrógeno disponible en el Océano Ártico, tanto hoy como en proyecciones futuras”, explica von Friesen. A medida que el hielo marino continúa retirándose y el área de derretimiento activo se expande, podría haber más nitrógeno disponible a través de este proceso bacteriano.
El equipo identificó dos grupos bacterianos clave, denominados Gamma-Arctic1 y Gamma-Arctic2, que estaban muy extendidos en todo el Océano Ártico central. Otro grupo, Beta-Arctic1, expresaba activamente los genes necesarios para la fijación de nitrógeno incluso en aguas ricas en nitrógeno, un hallazgo un tanto contradictorio que alude a la complejidad de estos ecosistemas microbianos.
Las implicaciones se extienden más allá de la red alimentaria. Más algas podrían significar que se absorbe más dióxido de carbono de la atmósfera, ya que las algas actúan como pequeñas aspiradoras, absorbiendo CO2 a medida que crecen. Parte de ese carbono eventualmente se hunde en las profundidades del mar como biomasa de algas, eliminándolo efectivamente de la atmósfera.
Lasse Riemann, profesor de la Universidad de Copenhague y autor principal del estudio, se muestra cauteloso a la hora de hacer predicciones radicales. “Para el clima y el medio ambiente, esto probablemente sea una buena noticia”, afirma, aunque señala que los sistemas biológicos son complejos y que otros mecanismos podrían actuar en direcciones opuestas.
Lo que está claro, sostiene Riemann, es que la fijación de nitrógeno debería tenerse en cuenta en los modelos que predicen el futuro del Océano Ártico. El estudio abarcó regímenes de hielo contrastantes, desde hielo espeso de varios años hasta aguas abiertas, proporcionando una ventana a cómo la dinámica del nitrógeno podría cambiar a medida que los veranos se vuelven cada vez más libres de hielo.
El Océano Ártico se está calentando hasta cuatro veces más rápido que el promedio mundial, lo que provoca importantes disminuciones en la cobertura, la edad y el espesor del hielo marino. Entre 1998 y 2018, la producción primaria en las aguas superficiales del Ártico aumentó hasta un 60 por ciento. Este nuevo estudio sugiere que esas ganancias de productividad podrían recibir un impulso adicional de los fijadores bacterianos de nitrógeno, especialmente a lo largo de los bordes en expansión donde el hielo se encuentra con el agua abierta.
La investigación se basó en dos expediciones a bordo de los rompehielos IB Oden y RV Polarstern, con mediciones tomadas desde el Océano Ártico central hasta la zona marginal de hielo al norte de Svalbard y las aguas del noreste de Groenlandia.
Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente: 10.1038/s43247-025-02782-4
Aquí no hay muro de pago
Si nuestros informes lo han informado o inspirado, considere hacer una donación. Cada contribución, sin importar el tamaño, nos permite continuar brindando noticias médicas y científicas precisas, atractivas y confiables. El periodismo independiente requiere tiempo, esfuerzo y recursos; su apoyo garantiza que podamos seguir descubriendo las historias que más le importan.
Únase a nosotros para hacer que el conocimiento sea accesible e impactante. ¡Gracias por estar con nosotros!