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Las profundidades del mar carecen de vida vegetal, lo que requeriría luz solar para producir alimento. Sin embargo, incluso sin la luz solar que alimenta la vida en la superficie de la Tierra, las criaturas de las profundidades marinas tienen adaptaciones que les permiten hacer de este hábitat su hogar, incluidas aquellas para cazar, alimentarse de materia en descomposición e incluso albergar bacterias que pueden producir alimentos sin luz del sol.
Las plantas desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la vida en la Tierra al proporcionar una gran cantidad de recursos esenciales. Lo hacen utilizando la energía del sol para provocar elaboradas reacciones químicas que nos proporcionan alimento y oxígeno. Sin embargo, las profundidades del océano, un misterioso y profundo abismo que abarca más de dos tercios de la superficie de nuestro planeta, presentan un desafío único. La luz del sol sólo llega a los 200 metros más altos del océano, donde es posible la fotosíntesis. Más abajo comienza el mar profundo, que es un mundo de presión aplastante, frío y oscuridad total. Estas condiciones son tan extremas que parecen inhóspitas para la vida…
¡Pero no es así! Hemos encontrado allí un ecosistema próspero, repleto de organismos fascinantes, aunque extraños.
Entonces, ¿cómo puede sobrevivir la vida en las profundidades del océano sin luz? ¿Hay plantas ahí abajo que produzcan alimentos?
La superficie del océano recibe mucha luz solar, mientras que las profundidades están completamente privadas de luz (Créditos: ArtesiaID/Freepik)
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El océano profundo y oscuro: un entorno hostil
El océano profundo se refiere a áreas a una profundidad superior a los 1.000 metros de la superficie del océano. A esa profundidad, la luz del sol no logra penetrar, lo que resulta en una oscuridad total. Esto contrasta marcadamente con los exuberantes y abundantes ecosistemas vegetales que se encuentran en muchos otros entornos de nuestro planeta.
El océano profundo generalmente se divide en varias zonas, donde las zonas batial, abisal y hadal representan los reinos del crepúsculo, la medianoche y las trincheras, respectivamente. La Zona Hadal se extiende a una asombrosa profundidad de 6.000 metros.
En estas zonas, la vida se ve muy diferente de lo que vemos más cerca de la superficie, tanto en la tierra como en el agua, ya que las condiciones difieren mucho. En las partes más profundas del océano, como la Fosa de las Marianas, la presión puede alcanzar la asombrosa cifra de 15.000 psi (libras por pulgada cuadrada), que es más de mil veces mayor que la presión atmosférica al nivel del mar. En la Zona Abisal, las temperaturas pueden rondar los 2-4°C (36-39°F), mucho más frías que las aguas superficiales. Además de esto, los nutrientes (incluidos elementos esenciales como el nitrógeno y el fósforo) suelen ser limitados en las profundidades del océano. Sin un suministro adecuado de nutrientes, los organismos enfrentan desafíos cuando se trata de sostener los procesos vitales.
Zonas oceánicas. La Zona Epipelágica recibe mucha luz solar. Por debajo de eso, la cantidad de luz solar disminuye constantemente y la Zona Hadal no recibe luz solar. (Créditos: Chris eh, K. Aainsqatsi/Wikimedia Commons)
La falta de luz solar y minerales, las inmensas presiones y las bajas temperaturas (entre otras condiciones) le han dado a la vida que existe allí una serie de adaptaciones únicas. Sin embargo, estas condiciones extremas significan que las plantas, la mayoría de las cuales necesitan luz solar para prosperar, están ausentes.
Ahora bien, sin plantas y sus confiables procesos de fotosíntesis, ¿cómo obtiene alimento la vida en las profundidades de los océanos? ¿Qué constituye la base de la red alimentaria de las profundidades marinas?
Quimiosíntesis: un proceso sin luz
Para compensar la ausencia de luz solar, los organismos de las profundidades marinas han aprovechado una ingeniosa fuente de energía alternativa conocida como quimiosíntesis. Este proceso sintetiza los alimentos utilizando moléculas inorgánicas presentes en las profundidades del mar como fuente de energía primaria, a diferencia de la fotosíntesis, que depende de la luz solar. Esto permite que los organismos prosperen en ambientes extremos, incluidos respiraderos hidrotermales, filtraciones frías y filtraciones de metano en aguas profundas.
En el corazón de la quimiosíntesis se encuentran las bacterias quimiosintéticas, que desempeñan un papel fundamental en la conversión de compuestos inorgánicos, como el sulfuro de hidrógeno (H2S), el metano (CH4) y el azufre elemental (S), en moléculas orgánicas. Estos compuestos orgánicos sirven como base de la cadena alimentaria en las profundidades del océano, sustentando una variedad de organismos únicos que están especialmente adaptados a sus duros hábitats.
En los respiraderos hidrotermales, las bacterias especializadas conocidas como bacterias del azufre desempeñan un papel crucial en el proceso quimiosintético. Estas bacterias metabolizan las sustancias químicas del fluido de los respiraderos hidrotermales, proporcionando la base de la cadena alimentaria para otros organismos que habitan en los respiraderos, incluidos gusanos tubulares gigantes, almejas y camarones. Mediante quimiosíntesis, estos organismos pueden prosperar en un ambiente completamente desprovisto de luz solar.
Esto hace que las bacterias quimiosintéticas sean cruciales para alimentar a innumerables organismos en las profundidades del mar, ya que son la capa base de una red alimentaria expansiva.
Los notables organismos del océano profundo
lo notable Gusanos tubulares gigantes (Riftia pachyptila), que puede alcanzar longitudes de más de dos metros y que a menudo se encuentran cerca de respiraderos hidrotermales, albergan bacterias quimiosintéticas dentro de sus cuerpos y dependen de los nutrientes producidos por estos microbios.
Izquierda: Gusanos tubulares gigantes cerca de las Islas Galápagos. Derecha: Mejillones quimiosintéticos en el Golfo de México. Albergan bacterias que utilizan sulfuro de hidrógeno o metano para producir alimentos. (Créditos: NOAA)
De alta mar mejillones son otro ejemplo de organismos simbióticos. Tienen tejidos branquiales especializados que albergan bacterias quimiosintéticas, lo que les permite obtener alimento de los minerales y productos químicos de los fluidos de los respiraderos hidrotermales. De alta mar almejasal igual que los mejillones, también albergan bacterias quimiosintéticas en sus tejidos branquiales. Estas criaturas se han adaptado para prosperar en las condiciones extremas que rodean los respiraderos hidrotermales. Además, diminuto camarones de ventilación se congregan cerca de respiraderos hidrotermales para alimentarse de bacterias quimiosintéticas que crecen en abundancia en estas áreas.
Química de quimiosíntesis: cómo funciona
Entonces, ¿cómo funciona la quimiosíntesis?
Para empezar, veamos cómo funciona la fotosíntesis. La fotosíntesis utiliza energía luminosa para convertir el dióxido de carbono en azúcares. Este es el proceso de conversión de la energía luminosa en energía química. En la quimiosíntesis, la energía de moléculas como el sulfuro de hidrógeno y el metano se utiliza para convertir el dióxido de carbono en alimento. Esencialmente, la quimiosíntesis convierte la energía química de una molécula en la energía química de otra molécula.
En resumen, la quimiosíntesis ocurre así:
6CO2 + 6H2O + 3H2S → C6H12O6 (Azúcar) + 3H2SO4 (Compuestos de Azufre)
En esta reacción, el sulfuro de hidrógeno se oxida para producir azúcar (en este caso, glucosa). Esta glucosa sirve como fuente de energía fundamental para las bacterias y otros organismos que forman la base de la cadena alimentaria en los ecosistemas quimiosintéticos.
Estas increíbles relaciones en los rincones más profundos de nuestro planeta deberían recordarnos a todos cuán adaptable y diversa puede ser la vida en este planeta.
Materia muerta desde arriba: un salvavidas desde la superficie
La quimiosíntesis por sí sola no explica toda la vida en las profundidades del océano. La Zona Afótica no sólo carece de luz solar, sino que también alberga otra importante fuente de energía: la materia muerta que cae de las aguas superficiales. En las capas superiores del océano, plantas microscópicas llamadas fitoplancton participan en la fotosíntesis, capturando energía del sol y creando materia orgánica, de la que luego se alimentan innumerables especies, que ascienden a través de la cadena alimentaria.
A medida que la vida en las regiones superiores del océano (el fitoplancton, los peces y las ballenas) muere, sus restos se hunden lentamente en las profundidades. Estos desechos orgánicos se hunden en el fondo del océano, algo que los biólogos marinos han denominado poéticamente nieve marina. Estos detritos orgánicos son una fuente fundamental de alimento para muchos organismos de aguas profundas que son incapaces de realizar quimiosíntesis. Las partículas ricas en carbono que forman la nieve marina proporcionan alimento a los animales que se alimentan por filtración, como esponjas, corales y ciertas especies de zooplancton.
A medida que desciende a las profundidades del océano, la nieve marina sirve como puente de conexión entre los dos mundos, proporcionando energía a los animales que de otro modo tendrían dificultades para encontrar una fuente estable de sustento. Los organismos de las profundidades marinas que no pueden acceder ni utilizar los puntos críticos quimiosintéticos dependen de esta materia orgánica que cae desde arriba para sostener su existencia.
Conclusión
Algunas de las adaptaciones más notables en la región de las profundidades marinas incluyen el gigantismo, con calamares colosales e isópodos gigantes que crecen hasta alcanzar tamaños asombrosos para soportar largos períodos entre comidas, así como cuerpos translúcidos que vuelven a las criaturas casi invisibles y estructuras resistentes a la presión que impiden que los organismos colapsando bajo el inmenso peso del océano arriba.
Además, las profundidades marinas fomentan una mayor esperanza de vida en especies como el tiburón de Groenlandia, lo que les permite prosperar con su lento metabolismo, a pesar de los limitados recursos alimentarios.
Comprender los secretos de las profundidades del océano no es simplemente una cuestión de curiosidad científica; es esencial para la preservación de estos ecosistemas únicos y delicados. Frente al cambio climático y la posible explotación de los recursos de las profundidades marinas, los esfuerzos continuos de exploración y conservación son vitales. Al hacerlo, podemos asegurarnos de que las maravillas de las profundidades del océano sigan cautivándonos e inspirándonos para las generaciones venideras.
Referencias (haga clic para ampliar)
- Quimiosíntesis.
- Bioluminiscencia | Océano Smithsoniano.
- El mar profundo.
- Nieve marina: un elemento básico de las profundidades | Océano Smithsoniano.