Ártico, genética de ecosistemas únicos

Las regiones polares albergan ecosistemas únicos en nuestro planeta. Tal vez por su inaccesibilidad y la relativa ausencia de presencia humana, las consecuencias del cambio climático en estos ecosistemas polares se pasan por alto fácilmente. Sin embargo es peligroso ignorarlos ya que en ningún lugar del planeta son más alarmantes que en las regiones polares el ritmo y el alcance del calentamiento global. Las consecuencias potenciales del cambio climático serán devastadoras para las poblaciones humanas que viven mucho más allá de los hielos. Los efectos de algunos cambios son predecibles, como la drástica subida del nivel del mar que causará la pérdida de zonas costeras densamente habitadas y fértiles. Mucho menos predecibles son los efectos de los cambiantes de la circulación oceánica en el clima de la Tierra si perdemos (como muchos predicen) un casquete polar helado permanente en el Ártico y la extensa cubierta de hielo de Groenlandia.

Tal vez la naturaleza global de la amenaza hace que sea menos sorprendente el encontrar a un equipo de Portugal participando en una investigación polar europea, en el proyecto de cambios bruscos ATP (Arctic Tipping Points, en inglés). El objetivo general de ATP es recopilar registros del pasado, información experimental y predicciones de los modelos físico-biológicos, para identificar esos cambios bruscos que son elementos clave de los ecosistemas que pueden ser susceptibles de sufrir alteraciones abruptas (e irreversibles a escala de tiempo humana).

Al aunar equipos de investigación de Noruega, España, Polonia, Portugal, Reino Unido, Dinamarca, Groenlandia, Rusia, Suecia y Francia, el proyecto ATP también concentra muchas disciplinas científicas, desde la biología y la física, hasta la economía y las ciencias sociales, en un esfuerzo común para identificar los umbrales del cambio drástico, y evaluar los riesgos y ventajas resultantes.

El equipo del CCMAR portugués, en colaboración con investigadores españoles, estamos estudiando los efectos de los cambios climáticos sobre la biodiversidad de las comunidades árticas de fitoplancton -las algas unicelulares que convierten el dióxido de carbono y la luz del sol en alimento, como hacen las plantas en tierra- y, por tanto, sostienen la compleja red de las especies árticas más emblemáticas, incluidas, en ultima instancia, las ballenas, los osos polares e incluso las comunidades humanas.

Pero lo que es muy específico de nuestro enfoque es que estamos buscando dentro de las células en el nivel más pequeño de biodiversidad que existe, es decir los genes. Aunque todos los genes de los organismos vivos están en su ADN, solo una parte están trabajando activamente -siendo expresados- en un momento dado. Cuando un grupo de genes son necesarios, son copiados, o trascritos, en ARN y en proteínas, que son las que trabajan en la célula. La transcriptómica es el estudio del ARN expresado en una especie determinada en todo el genoma, y metatranscriptómica es una versión más compleja en la que se analizan juntas una comunidad de especies. Los investigadores del CCMAR quieren hacer secuenciación metatranscriptómica, lo que significa secuenciar cientos de miles de moléculas de ARN de comunidades naturales, lo que permite identificar el grupo de proteínas que están siendo producidas y sus abundancias relativas. Esto generará una visión del estado de las comunidades naturales -por ejemplo, qué procesos de estrés, de requisitos nutricionales o de reparación y mantenimiento están en acción. Al observar tanto la estructura como la metatranscripción bajo escenarios climáticos futuros, que incluyen significativos aumentos de las temperaturas del mar, esperamos que algunos de estos genes resulten ser timbres de alarma moleculares útiles que alerten de potenciales cambios irreversibles del ecosistema antes de que se alcance el umbral de cambio brusco.