Las profundidades asaltan la evolución

Pez dentudo abisal. Vive a más de 2.000 metros de profundidad. Foto: David Browel

Ni Julio Verne en Veinte mil leguas de viaje submarino ni James Cameron en la delirante Abyss pudieron imaginar lo que se esconde aún en las ignotas profundidades marinas. El reciente hallazgo por científicos japoneses de un calamar gigante ha hecho que nos sumergamos en estas aguas de la mano de Jorge Hernández Urcera, del Instituto de Investigaciones marinas de Vigo (CSIC).

Más allá de los 1.000 metros de profundidad se abre el hábitat oceánico más extenso, más uniforme y más desconocido de nuestro planeta. Se trata de vastísimas extensiones de agua que abarcan cerca del 80 % del área cubierta por los mares y océanos. Únicamente en las capas superiores, y donde las aguas son particularmente transparentes, la luz puede penetrar hasta los 500 metros de profundidad en forma de radiaciones de las bandas azul, violeta y verde.

La oscuridad casi absoluta de ese ambiente está, sin embargo, rasgada por flashes más o menso intensos y duraderos de luz generada por varios tipos de organismos capaces de producir bioluminiscencia, ya sea por sí mismos o por simbiosis con determinadas bacterias. Con escasa luz, junto con organismos ciegos y despigmentados, otros, como el calamar gigante Architeuthis dux, recientemente filmado en aguas japonesas, han desarrollado ojos muy grandes (el del calamar gigante alcanza hasta 30 centímetros de diámetro) y especializados.

cuestión de grados

La temperatura disminuye progresivamente hacia el fondo, pero sin cambios estacionales o anuales. Aunque existen discontinuidades locales, de 500 a 1.000 metros de profundidad varía entre los 5 y 6° C. En las profundidades de los mares polares es de 0° C a 3.000 metros, y entre 1 y 2° C en las regiones ecuatoriales. Más abajo, el agua mantiene una temperatura constante. Este factor físico, junto con la concentración de oxígeno, influye notablemente en la fisiología de los organismos, que generalmente presentan tasas metabólicas bajas.

Cada diez metros que descendemos la presión aumenta una atmósfera, es decir, 1 kg por centímetro cuadrado. Las tremendas presiones que deben soportar los organismos sólo pueden ser equilibradas por mecanismos adaptativos complejos, que afectan tanto a las características estructurales de los animales como a sus propiedades bioquímicas. Por ejemplo, la pérdida de cavidades con gases compresibles, como la vejiga natatoria en algunos peces, o la producción de enzimas poco sensibles al aumento de presión. El contenido en anhídrido carbónico del agua es bastante alto debido a la presión, que al hacer bajar el pH tiende a hacer aumentar la solubilidad del carbonato cálcico. Por ello, las conchas, caparazones y esqueletos de los organismos que moran en este hábitat tienden a ser muy finas y frágiles.

La red trófica de estas profundidades depende, generalmente, de la materia orgánica procedente de las capas superiores, donde la fotosíntesis es posible. Esa materia orgánica desciende lentamente por la circulación gravitacional. Esta limitación podría influir en la abundancia y diversidad biológica de los seres bati y abisopelágicos, así como de los abisobentónicos (habitantes de las zonas abisales). Sin embargo, es mucho mayor de lo que teóricamente se calculó.

Sobre lo que sí ejerce una importante influencia esta característica es sobre el tamaño de los organismos de aguas profundas, que es superior en promedio a la de los animales de capas más altas. Por otra parte, los mecanismos de captura de alimento son mucho más diversos en estos ambientes profundos y hostiles que en aguas más someras. Algunos peces han desarrollado bocas enormes y estómagos extremadamente dilatables.

Determinados cefalópodos, como el extraño calamar Magnapinna, poseen verdaderas líneas de pesca en sus brazos delgados y extremadamente largos. Otros, para encontrar alimentos, necesitan realizar desplazamientos verticales de varios cientos de metros diariamente. El calamar gigante es uno de ellos. En las grandes profundidades, los fondos suelen estar cubiertos de sedimentos fangosos y arcillosos. Se pensaba que ese sustrato sería de poca riqueza biológica, pero los estudios realizados han demostrado lo contrario.

Oasis de vida

Nos encontramos así con una vida con numerosas y variadas adaptaciones, donde convive una franja de organismos que abarca desde los detritívoros a los puramente carnívoros. Puede decirse, sin embargo, que la biodiversidad decrece a medida que la profundidad aumenta. En algunos lugares de este inmenso hábitat hay verdaderos oasis de vida, concretamente en las zonas de formación de la corteza oceánica. Es en las fuentes hidrotermales donde la vida es independiente de la radiación solar pues está basada en la capacidad de ciertas bacterias para conseguir energía a partir de materiales inorgánicos, es decir, por quimiosínteis. Nos encontramos con una variedad de formas y de adaptaciones que han sorprendido a los investigadores.

Un caso bastante espectacular, descubierto y descrito por Ángel Guerra y Ángel F. González, del Instituto de Investigaciones Marinas (CSIC, Vigo), es el pulpo Vulcanoctopus hydrothermalis, un animal que alcanza unos 235 mm de longitud y 45 gramos de peso, totalmente albino, en el que los ojos están cubiertos por una membrana, por lo que es funcionalmente ciego. Además, carecen de bolsa de tinta, los cuerpos blancos del cerebro están superdesarrollados y la cantidad de sangre que fluye por su sistema circulatorio es varias veces mayor que las de un pulpo de su tamaño y del mismo grupo taxonómico pero de aguas más cercanas a la superficie.

Esta adaptación provoca que las células encargadas de la limpieza del organismo, los amebocitos (equivalente a los glóbulos blancos), que son la base de su sistema inmunológico, sean cien veces más grandes que las de sus congéneres de aguas superficiales. En este pulpo las adaptaciones a vivir sin luz (las mencionadas ceguera y pérdida de pigmentación y de tinta) se complementan con las propias de vivir en un sistema donde las partículas orgánicas e inorgánicas, así como las bacterias, son muy abundantes y las posibilidades de contaminación e infección son extremadamente posibles (cierre de los ojos por membranas, incremento de los centros de producción de amebocitos y aumento de tamaño).

Las grandes profundidades submarinas, pues, están todavía muy lejos de ser bien conocidas. Los motivos son diversos, pero, sin duda, uno de ellos es la hostilidad del hábitat. Las investigaciones en estos ambientes son muy costosas. Los instrumentos de muestreo, basados principalmente en vehículos dirigidos por control remoto o en submarinos tripulados, capaces de soportar grandes presiones y trabajar sin luz, no están todavía al alcance más que de unos pocos países. Esos ambientes, además de un reto para la ciencia, están demostrando también ser muy productivos tanto para conocer aspectos teóricos (cómo se ha adaptado la vida en los espacios extremos) como prácticos. Actualmente, científicos y técnicos españoles de diferentes disciplinas están trabajando en el desarrollo de robots de cuerpo blando basados en las propiedades estructurales y fisiológicas del calamar gigante para descender y ascender a grandes profundidades y realizar allí tareas de interés industrial, como la recolección de nódulos de manganeso. Son investigaciones y proyectos situados aún en la frontera de la ciencia.