Algas del suelo y la nieve en la Península Antártica: ¿un futuro verde?

Los efectos del cambio climático son muy diversos y complejos. Por ejemplo, se espera que, debido al descongelamiento, las áreas terrestres se expandan aún más, proporcionando nuevos hábitats para organismos nativos y no nativos, pero con una posible pérdida de diversidad genética (Siegert et al., 2019). Por tal motivo, en la Convención de RAMSAR (Convención Relativa a los Humedales de Importancia Internacional) se ha comenzado a plantear la necesidad de conservar los humedales polares debido a la elevada biodiversidad microbiana que estos ambientes albergan. Esto afecta particularmente a los de la Península Antártica, debido a su delicada fragilidad. Consecuentemente, desde 2016 un equipo dirigido por la Dra. Gabriela Mataloni en el que participa la Dra. Paulina Fermani, investigadora del INTECH, viene realizando un relevamiento de los distintos tipos de humedales en Punta Cierva, incluidos los suelos y las nieves, en orden de determinar las comunidades de microorganismos que en ellos habitan y las principales variables que regulan su crecimiento y distribución.

Con una superficie de unos 14 millones de Km² cubierta en un 98 % de hielo, el Continente Antártico es el más austral de la Tierra, separado del resto del planeta por la Corriente Circunmpolar Antártica. El continente se caracteriza por un clima extremadamente frío, con vientos fuertes, y por estar cubierto de nieve la mayoría del año. Esta última característica convierte a la Antártida en un “desierto helado” ya que el agua se encuentra en estado sólido y, por lo tanto, no disponible para ser utilizada por los organismos. Sin embargo, geográficamente se pueden diferenciar dos zonas. Con un clima extremo, la Antártida Continental es el área más extensa e incluye a toda la gran masa de tierra este antártica. Aquí, las temperaturas raramente son positivas y el crecimiento de la flora y la fauna están mucho más limitado. Por otra parte, en Antártida Marítima, donde se encuentra la Península Antártica e islas aledañas, el clima es húmedo debido a la influencia oceánica y las temperaturas suelen estar por encima de 0°C durante el verano austral. En estas condiciones favorables, además de existir lagos y lagunas, los suelos se descongelan y se produce un activo crecimiento por parte de los microorganismos. Debido a su capacidad fotosintética, las microalgas del suelo son las primeras en colonizar estos ambientes hostiles. En estudios realizados en diferentes zonas de Antártida Marítima, hemos detectado suelos con altas abundancias y diversidad de estas microalgas. La observación de comunidades naturales demostraba a las Cyanobacteria (principalmente las filamentosas como Phormidium autumnale y Leptolyngbya frigida) como las principales especies pioneras en la colonización de suelos; sin embargo, la mayoría de las especies acompañantes (Chlorophyta, Tribophyceae, Bacillarophyceae) crecían rápidamente cuando eran cultivadas en laboratorio en condiciones más favorables. Esto reveló la existencia de un “banco de propágulos”, compuesto por un gran número de especies cosmopolitas, probablemente transportadas desde otros continentes por agentes naturales (viento, aves migratorias) o humanos (Mataloni y Posse 2001, Fermani et al., 2007;  Mataloni et al., 2010; González Garraza et al., 2010).

El calentamiento de la Península Antártica es mayor que cualquier otro registrado en el Hemisferio Sur. Bajo un escenario global de un aumento de temperatura de 1.5°C, es probable que el número de días por encima de 0°C se incremente. Bajo estas condiciones, estas especies oportunistas podrían crecer más exitosamente, cambiando la composición y quizás algunos aspectos del funcionamiento de las comunidades de suelos antárticos.

Sin embargo, la vida fotosintética terrestre no se limita al suelo desnudo, ya que algunas especies de microalgas a menudo aparecen como grandes manchas verdes y rojas, en los campos de nieve costeros. Estas floraciones de algas de la nieve han sido estudiadas en ambientes alpinos del Hemisferio Norte, y en la Antártida fueron descritas por primera vez en expediciones de los años 1950 y 1960. Desde entonces se ha estudiado en pocos lugares, demostrándose que albergan una amplia gama de especies con adaptaciones muy particulares, y que desempeñan papeles fundamentales en los ciclos de nutrientes y carbono. Punta Cierva, Península Antártica, es una de las Zonas Antárticas Especialmente Protegidas (ZAEPs), debido a su elevada biodiversidad. Estudios previos realizados aquí por investigadores argentinos (Mataloni y Tesolín, 1997), relevaron una gran riqueza y abundancia de estas algas criófilas en campos de nieve asociados a áreas de cría y actividad de pingüinos. Favorecidas por la presencia de nutrientes, estas algas cumplen su ciclo reproductivo durante la época de deshielo, cuando el espacio entre las partículas de nieve se llena de agua líquida.

El estudio recientemente publicado por investigadores de la Universidad de Cambridge y del British Antarctic Survey (Gray et al., 2020) pone de manifiesto las grandes áreas ocupadas por estas microalgas a lo largo de la Península Antártica. A través de imágenes satelitales y estudios a campo, entre los años 2017 y 2019, Gray y colaboradores encontraron 1679 florecimientos de algas verdes en la superficie de la nieve, cubriendo un área de 1.9 Km^2. Calcularon así que la actividad fotosintética de estos organismos contribuye en forma significativa a la fijación de CO₂ atmosférico. Por lo tanto, en un escenario de calentamiento de la Península Antártica, los investigadores pronostican que la masa de algas criófilas será mayor, funcionando como un vasto sumidero de carbono.

Sin embargo, el incremento de las floraciones podría tener un efecto contrario debido a la disminución del albedo; que es el porcentaje de radiación que cualquier superficie refleja.  La nieve fresca refleja aproximadamente el 80% de la luz incidente, mientras que un florecimiento de algas verdes reflejaría sólo un 45%, aumentando así la absorción de la radiación solar y por lo tanto el derretimiento de nieve en estas áreas, lo que a su vez incrementaría el albedo. Asimismo, como el calentamiento global también afecta a la fauna circundante, el resultado dependerá de un balance de todos estos componentes. Se espera de esta forma, seguir aportando información valiosa para su conservación a través del plan de manejo de la ZAEP de Punta Cierva.

Nota:

Paulina Fermani: Investigadora Asistente Conicet (INTECH-UNSAM)

Gabriela Mataloni: Investigadora Principal Conicet (3iA-IIA-UNSAM)

Referencia bibliográfica:

Fermani P, Mataloni G, Van de Vijver B (2007). Soil microalgal communities on an Antarctic active volcano (Deception Island, South Shetlands). Polar Biology 30: 1381-1393.

González Garraza G, Mataloni G, Fermani P, Vinocur A (2011). Ecology of algal communities of different soil types from Cierva. Point, Antarctic Peninsula. Polar Biology 34 (3): 339-351.

Gray A, Krolikowski M, Fretwell P,  Convey P,  Peck LS, Mendelova M, Smith AG, Matthew P., Davey MP. (2020). Remote sensing reveals Antarctic green snow algae as important terrestrial carbon sink. Nature Communications 11: 2527.

Mataloni G y Posse M (2001). Non-marine algae from islands near Cierva Point, Antarctic Peninsula. Cryptogamie Algologie 22 (1): 41-64.

Mataloni G y Tesolín G (1997). A preliminary survey of cryobiontic algal communities from Cierva Point (Antarctic Peninsula). Antarctic Science 9 (3): 250-258.

Mataloni G, González Garraza G, Bölter M, Convey P, Fermani P (2010). What shapes edaphic communities in mineral and ornithogenic soils of Cierva Point, Antarctic Peninsula? Polar Science 4: 405-419.

Siegert M. et al. (2019). The Antarctic Peninsula under a 1.5°C global warming scenario. Frontiers in Environmental Science 7: 1-7.