Descubierta una de las primeras amistades entre especies diferentes

Por caminos muy lejos del mar, como los de algunos pueblos de León y Palencia, un paseante atento puede detectar una presencia asombrosa: arcaicos arrecifes de coral en pleno monte, entre vacas y antiguas minas. Son los vestigios de otra era, el Paleozoico, cuando los mares tropicales cubrían buena parte de lo que hoy es Europa. El equipo del geoquímico Alfredo Martínez García ha hecho ahora un descubrimiento inesperado. Los investigadores han analizado corales fósiles del interior de Alemania y el norte de África y han identificado el rastro químico más antiguo de la cooperación entre extraños de la que depende buena parte de la vida en la Tierra: la simbiosis entre el único animal visible desde el espacio, el coral, y unas algas de una sola célula. El hallazgo, una amistad de 385 millones de años, se publica este miércoles en la revista Nature, uno de los escaparates de la mejor ciencia mundial.

En el drama de la evolución, la simbiosis es la fuerza sosegada que rediseña destinos y redefine posibilidades, en palabras del ensayista estadounidense Dorion Sagan. Un botánico alemán, Albert Bernhard Frank, acuñó el término simbiosis en 1877, para referirse a la vida en común de dos especies totalmente diferentes en un solo organismo: el liquen, una pareja inseparable formada por un hongo y un alga. El biólogo Leopoldo García Sancho proclama en un nuevo libro, El triunfo de una extraña amistad (Ediciones Pirámide), que estas pequeñas simbiosis “mueven el mundo”.

García Sancho, catedrático de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid, no exagera. El profesor recuerda que, en abril de 1836, un naturalista inglés de 22 años, llamado Charles Darwin, llegó a los atolones de Cocos, en el océano Índico, a bordo del buque HMS Beagle. El joven científico intuyó que los corales crecían hacia la luz y trataban de permanecer muy cerca de la superficie. García Sancho explica el porqué. Los corales son diminutos animales sedentarios con tentáculos, pero obtienen la mayor parte de los nutrientes gracias a unas algas unicelulares que viven dentro de su organismo. Es una endosimbiosis intracelular, “la forma más íntima de relación entre extraños”, según el catedrático.

Esas algas que viven en el interior del animal, denominadas zooxantelas, necesitan la luz del sol para hacer la fotosíntesis y transformar el dióxido de carbono (CO₂) en azúcares, por eso los corales solo viven en aguas cristalinas y luminosas. Esta simbiosis perfecta produce “el milagro”, como lo describe García Sancho. Los arrecifes cubren solo el 0,2% del fondo del océano, pero albergan una cuarta parte de todas las especies marinas, facilitando alimentos a 500 millones de personas, según Naciones Unidas.

El geoquímico Alfredo Martínez García, nacido en Castellón de la Plana hace 42 años, dirige desde 2015 su propio grupo en el Instituto Max Planck de Química, en Maguncia (Alemania). Él y su colega estadounidense Daniel Sigman desarrollaron hace más de una década una nueva técnica revolucionaria, capaz de analizar unos microgramos de materia y averiguar la concentración de las dos variantes estables del nitrógeno: el nitrógeno-14 (ligero) y el nitrógeno-15 (pesado). “Esto nos da información sobre las relaciones entre diferentes organismos: quién se come a quién”, señala Martínez García.

“Cuando comes, metabolizas más rápido el nitrógeno ligero y es el que excretas en la orina, así que en proporción quedas enriquecido en nitrógeno pesado respecto a tu comida. Es muy interesante, porque es una cantidad bastante fija entre diferentes organismos”, prosigue el investigador del Max Planck. Los científicos miden este enriquecimiento en partes por mil. Un herbívoro estaría enriquecido unas cuatro partes por mil respecto a la planta que se come. Y un carnívoro estaría enriquecido unas cuatro partes por mil respecto al herbívoro que se zampa y unas ocho partes por mil respecto a la planta, según detalla Martínez García. “Midiendo la concentración de los tejidos de animales puedes reconstruir redes tróficas complicadas”, celebra.

Su equipo ha analizado corales fósiles recién recogidos en Sauerland, una zona montañosa del interior de Alemania, y otros ejemplares históricos custodiados en el Museo de Historia Natural de Fráncfort, procedentes de la región volcánica alemana de Eifel, de Tafilálet (Marruecos) y del Sáhara Occidental. Son los restos de arrecifes del Devónico, un periodo del Paleozoico que comenzó hace unos 419 millones de años y terminó hace unos 359 millones de años, cuando en el planeta había dos supercontinentes: Gondwana y Laurrusia.

El grupo de Martínez García también ha examinado corales vivos actuales. En un mismo arrecife, la mayoría posee algas unicelulares en su interior, pero otros no tienen y consiguen alimento con sus tentáculos. El equipo ha observado que los corales que comen por su cuenta están enriquecidos en nitrógeno pesado alrededor de un cuatro por mil, en comparación con los corales que obtienen nutrientes de sus algas. “Si tienes simbiontes estás un nivel trófico por debajo, como una planta. Desde el punto de vista del nitrógeno, es como si hicieras la fotosíntesis tú”, apunta el geoquímico.

Esta característica ha permitido inferir que algunos corales fósiles ya vivían en simbiosis hace 385 millones de años, casi el doble de tiempo de lo que se sabía hasta ahora. Es la primera evidencia de simbiosis en corales, pero se conocen otras amistades más antiguas entre especies diferentes. El fósil de un liquen hallado en Weng’an, en el sur de China, tiene unos 600 millones de años.

La vieja amistad entre corales y algas explicaría por qué los arrecifes alcanzaron tamaños descomunales en el Paleozoico, pese a la escasez de nutrientes del entorno. En la actualidad, la Gran Barrera de Coral de Australia es “la mayor estructura viva de la Tierra y la única visible desde el espacio”, según la Agencia Espacial Europea. El biólogo Leopoldo García Sancho alerta de que estos gigantes se enfrentan a una amenaza: el blanqueamiento, un fenómeno provocado por el aumento abrupto de las temperaturas, que hace que los corales expulsen a sus coloridas algas, adquiriendo un tono pálido.

“Se calcula que, si la temperatura media del agua superficial aumenta 1,5 grados, buena parte de esta simbiosis desaparecerá sin posibilidades de recuperación. Es posible que algunos arrecifes sobrevivan en los lugares donde parecen menos sensibles al calentamiento, como el golfo Pérsico y el mar Rojo, pero serán solo los restos de un mundo magnífico que se desvanece y cuya desaparición arrastrará a buena parte de la diversidad de nuestros océanos”, advierte García Sancho en El triunfo de una extraña amistad.