Una vasta comunidad viral bajo los terrenos mineros
Científicos que estudian sedimentos de la Zona Clarion-Clipperton, en el océano Pacífico, identificaron 11.742 virus distintos, entre ellos 11.662 variedades que no se habían registrado antes, en una zona que despierta un gran interés entre empresas que buscan metales en el fondo marino. Los virus recién identificados representan más del 99% del total y revelan una parte del ecosistema apenas catalogada, que la minería podría alterar.
Contenido
- Una vasta comunidad viral bajo los terrenos mineros
- Cómo encontraron los investigadores los virus ocultos
- Qué hacen estos virus en el fondo marino
- Por qué el mismo fondo marino atrae a las empresas mineras
- La alteración puede llegar más allá de las rutas de las máquinas recolectoras
- El regreso al ensayo minero de 2021
- Las áreas protegidas tienen pocas conexiones entre sí
- De dónde podría venir la recuperación
- Se acercan las decisiones mientras continúan los estudios
- Puntos clave
La investigación, publicada en Nature Communications, contó con la participación de Bowen Hou y Lilan Zhang, de la Universidad de Chongqing, y Dong Sung, del Segundo Instituto de Oceanografía de China. El equipo examinó más de 60 muestras de sedimentos recogidas en 2023 y 2024 en la región situada entre Hawái y México, donde el océano alcanza unos 6.000 metros de profundidad.
La mayoría de los virus parecen estar adaptados para infectar bacterias y arqueas, dos grupos de organismos microscópicos que contribuyen al reciclaje de nutrientes en el fondo marino. Los hallazgos se refieren al funcionamiento de un ecosistema remoto, con poca amenaza directa aparente para la salud humana.
El descubrimiento se produce mientras los investigadores analizan dos problemas relacionados: cómo podría alterar la minería las comunidades microscópicas del fondo marino y si las áreas protegidas podrían ayudar a recuperar los hábitats dañados. Un estudio independiente de modelización informática sugiere que las 13 áreas protegidas de la región intercambian muy pocas larvas de animales, mientras que una expedición europea estudia los daños que dejó una prueba de equipos mineros realizada en 2021.
En conjunto, estas investigaciones aportan cifras concretas a un complejo problema de conservación. Los científicos siguen identificando los organismos que viven en la zona minera mientras gobiernos y empresas consideran actividades que eliminarían su hábitat y alterarían los sedimentos que lo rodean.
Cómo encontraron los investigadores los virus ocultos
El equipo de investigación chino extrajo ADN y ARN, moléculas que contienen información genética, de muestras de sedimentos obtenidas durante los dos años de muestreo. Utilizó secuenciación metagenómica, un método que lee el material genético de una muestra ambiental mixta sin necesidad de cultivar cada organismo por separado en un laboratorio.
Este método permite a los científicos buscar en una pequeña cantidad de lodo rastros genéticos de muchos virus a la vez. Después, las comparaciones con secuencias existentes ayudan a identificar grupos virales distintos y a investigar qué organismos podrían infectar esos virus.
Solo alrededor del 4% de los grupos de proteínas identificados en el estudio coincidieron con los de bases de datos mundiales existentes. Las proteínas desempeñan muchas funciones dentro de las células y los virus, y los investigadores agrupan las proteínas similares para buscar funciones compartidas o relaciones evolutivas. La baja proporción de coincidencias muestra cuánto queda por catalogar de esta diversidad genética de las profundidades oceánicas.
Los dos porcentajes principales se refieren a mediciones diferentes. Más del 99% corresponde a los virus que no se habían registrado antes; alrededor del 4% corresponde a las coincidencias entre los grupos de proteínas y las entradas de las bases de datos. Ambos datos apuntan a una comunidad con escasa representación en los registros científicos existentes.
Qué hacen estos virus en el fondo marino
Las bacterias y las arqueas realizan reacciones químicas que hacen circular carbono, nitrógeno, fósforo, azufre y metales a través de los sedimentos de las profundidades oceánicas. En un lugar sin luz solar, esas reacciones ayudan a sostener la red trófica local y determinan cómo se almacenan o liberan los materiales.
Los virus influyen en estos procesos al infectar a sus huéspedes microbianos. Algunos transportan genes metabólicos auxiliares, instrucciones genéticas que pueden modificar la forma en que una célula infectada procesa nutrientes o se adapta a su entorno. El equipo identificó indicios genéticos de que los virus de los campos de nódulos podrían influir en el metabolismo microbiano, incluidas posibles respuestas al estrés causado por los metales.
Estas funciones aún deben investigarse más a fondo. Las secuencias genéticas permiten a los investigadores identificar posibles actividades; para determinar cómo funcionan en el fondo marino es necesario medir las comunidades vivas.
Los investigadores describieron el objetivo de su estudio en Nature Communications:
«una línea de base esencial del ecosistema microbiano antes de la minería para futuras evaluaciones de impacto ambiental».
Una línea de base es un registro de las condiciones existentes antes de que comience una actividad. En este caso, ofrece un punto de partida para que futuros estudios sigan los cambios en las comunidades virales, sus huéspedes y los procesos químicos que sustentan.
Por qué el mismo fondo marino atrae a las empresas mineras
La Zona Clarion-Clipperton contiene la mayor acumulación conocida de nódulos polimetálicos del mundo. Estos nódulos contienen manganeso, níquel, cobalto y otros metales demandados para usos industriales, entre ellos la fabricación de dispositivos electrónicos y baterías.
Según las cifras que acompañan a la investigación sobre los virus, la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos ha otorgado 31 contratos para la exploración de minerales en las profundidades oceánicas. Diecisiete están en la Zona Clarion-Clipperton, incluidos cinco en manos de China. Los contratos de exploración permiten investigar los yacimientos y las condiciones ambientales; la extracción comercial requiere un proceso normativo adicional.
Los nódulos también ofrecen superficies duras en un fondo marino dominado, por lo demás, por lodo fino. Los animales se adhieren a ellos y algunos sirven de refugio para otros. Por tanto, retirar un nódulo significa eliminar tanto material mineral como un lugar donde vivir.
El doctor Matthias Haeckel, biogeoquímico del Centro Helmholtz de Investigación Oceánica GEOMAR de Kiel y científico jefe de la expedición SONNE que investiga los efectos de la minería, describió a sus habitantes:
«Por lo general, encontramos entre dos y tres organismos pequeños en cada nódulo».
El crecimiento de los nódulos es excepcionalmente lento. Según el informe de la expedición de Haeckel, la tasa es de aproximadamente uno o dos milímetros por millón de años. La velocidad varía según el tipo de nódulo y la ubicación, pero la reconstrucción de estos hábitats requiere tiempos geológicos, muy superiores a la duración de un proyecto minero.
La alteración puede llegar más allá de las rutas de las máquinas recolectoras
Los vehículos mineros retirarían nódulos y removerían los sedimentos superficiales. Las partículas finas pueden elevarse en el agua, desplazarse y volver a depositarse, cubriendo organismos que se encuentran fuera de la ruta inmediata de la máquina recolectora. Los animales adheridos a los nódulos tienen pocas posibilidades de escapar.
Haeckel explicó cómo ese material depositado puede afectar a distintos animales:
«Algunos organismos pueden limpiarse; otros no. También es muy probable que se vean afectados los que filtran su alimento del agua».
El estudio sobre los virus señala otra capa de alteración, bajo los animales visibles. El desplazamiento de los sedimentos podría cambiar los lugares donde viven los virus y sus huéspedes, la frecuencia con la que se encuentran y la forma en que las comunidades microbianas procesan nutrientes y metales. Los experimentos anteriores sobre alteraciones citados por los autores encontraron efectos en los sedimentos de los campos de nódulos que persistían durante décadas.
El equipo también identificó una posible fuente de recuperación parcial: poblaciones virales y funciones genéticas compartidas por los sedimentos profundos y superficiales. Las comunidades de mayor profundidad podrían contribuir a reconstruir algunas comunidades superficiales tras una alteración. Se desconoce hasta qué punto podrían hacerlo y qué efectos tendría la minería en estos virus y sus huéspedes.
El regreso al ensayo minero de 2021
La expedición SO322 del buque de investigación SONNE estudia un lugar de la Zona Clarion-Clipperton donde la empresa belga Global Sea Mineral Resources probó un vehículo recolector teledirigido en la primavera de 2021. El ensayo se llevó a cabo a más de 4.000 metros de profundidad.
En 74 horas, la máquina recorrió unos 32 kilómetros y recogió nódulos en una superficie de 54.000 metros cuadrados. Son 5,4 hectáreas, un área lo bastante extensa para que los investigadores estudien tanto las propias rutas como los sedimentos circundantes afectados por el ensayo.
La expedición reúne a 39 investigadores de 17 instituciones de siete países europeos. Entre sus equipos se encuentran el vehículo operado a distancia KIEL 6000, el vehículo submarino autónomo ABYSS, instrumentos instalados en el fondo marino y dispositivos para tomar muestras de sedimentos. El trabajo forma parte de MiningImpact, un programa de investigación que estudia los posibles efectos de la minería desde 2015.
Los científicos prevén examinar los hábitats del fondo marino y de la columna de agua, evaluar cuánto duran los efectos de las plumas de sedimentos e investigar si las superficies duras artificiales podrían favorecer la recolonización en los lugares donde se han retirado nódulos.
Haeckel describió la magnitud del trabajo de identificación que aún queda por hacer:
«Muchas especies de la CCZ son extremadamente raras; alrededor del 90% de las especies que hemos muestreado hasta ahora aún no están identificadas ni tienen nombre. Y nadie sabe cuántas especies quedan por descubrir».
Ese cálculo se refiere a las especies muestreadas por los investigadores de la expedición, mientras que la cifra del 99% del estudio sobre los virus se refiere a los virus registrados por primera vez en su estudio de sedimentos. Cada dato mide una parte distinta de la biodiversidad de la región, que sigue estando poco catalogada.
Las áreas protegidas tienen pocas conexiones entre sí
Un estudio dirigido por Molly Kendall James y sus colegas, publicado en Nature Ecology & Evolution, analizó si las 13 Áreas de Especial Interés Ambiental de la Zona Clarion-Clipperton funcionan como una red de conservación interconectada.
Muchos animales del fondo marino comienzan su vida como larvas que transportan las corrientes. Si las larvas pueden desplazarse entre áreas protegidas, las poblaciones pueden intercambiar genes y aportar nuevos individuos a otros lugares. Los investigadores modelaron esos desplazamientos utilizando datos de circulación oceánica y más de 68 millones de partículas simuladas en cada ejecución.
Las partículas representaban larvas a la deriva cerca del fondo marino durante 19, 35 o 69 días. Las simulaciones abarcaron enero y julio de 2019 y 2023. Incluso en el periodo más largo, las distancias medianas recorridas fueron inferiores a 100 kilómetros, frente a los aproximadamente 200 a 800 kilómetros que separan las áreas protegidas.
Solo cinco de las 156 conexiones directas posibles entre las reservas mostraron algún intercambio. Menos del 0,02% de las larvas simuladas que salieron de un área protegida llegaron a otra, y tres rutas representaron más del 99% de los desplazamientos entre reservas.
El modelo mantuvo las larvas a unos 10 metros del fondo marino o menos. Se conoce poco sobre la duración real de la fase larvaria de las especies de la región, y nadar a mayor altura, donde las corrientes son distintas, podría cambiar sus trayectos. Los resultados describen las conexiones previstas en esas condiciones específicas y ofrecen a los planificadores un punto de partida que puede ponerse a prueba.
De dónde podría venir la recuperación
En el modelo, las zonas mineras recibieron el 76% de las larvas que se asentaron en ellas desde las propias zonas mineras, el 19% desde áreas no protegidas fuera de esas zonas y apenas el 5% desde la red de áreas protegidas. Por tanto, antes de la alteración, las poblaciones locales aportaban la mayor parte de las larvas simuladas que se asentaban en esas zonas.
Después, los investigadores probaron un escenario en el que las zonas mineras dejaban de aportar larvas. Las áreas no protegidas fuera de las zonas mineras proporcionaban el 81% de las larvas restantes que se asentaban, mientras que las áreas protegidas aportaban el 19%. Este cambio muestra por qué los hábitats fuera de las reservas designadas pueden ser muy importantes para la recuperación.
El equipo identificó 53 celdas de corredores propuestos, cada una de 100 por 100 kilómetros, que podrían conectar las reservas existentes mediante hábitats intermedios. Su superficie conjunta sería de 530.000 kilómetros cuadrados.
La protección de esas celdas permitió 151 rutas indirectas en el modelo y multiplicó por 406 los desplazamientos entre reservas. La proporción de partículas liberadas desde áreas protegidas que llegaron a otra área protegida pasó de aproximadamente una de cada 5.556 a una de cada 14.
Solo el 11% de la superficie de los corredores propuestos se superponía con zonas donde ya había contratos. En el escenario de alteración, la red ampliada de áreas protegidas aportó el 36% de las larvas restantes que se asentaron en las zonas mineras, frente al 19% que aportaba la configuración existente.
El modelo analizó la pérdida de fuentes de larvas. Las plumas de sedimentos, el ruido y otros efectos que se extienden más allá de los límites mineros requerirían una evaluación adicional. Su aportación práctica consiste en identificar lugares donde proteger más hábitats podría mejorar las rutas entre poblaciones.
Se acercan las decisiones mientras continúan los estudios
Las pruebas disponibles abarcan ahora estudios genéticos, modelos de circulación oceánica y el examen directo de un lugar donde se realizó un ensayo minero. Cada una aborda una parte distinta de la misma decisión: qué podría perderse, cómo se propaga la alteración y dónde podría comenzar la recuperación.
Entre los principales acontecimientos y los próximos pasos anunciados figuran los siguientes:
- 2015: Comenzó MiningImpact, un programa dedicado a estudiar los efectos ambientales de la posible minería en las profundidades oceánicas.
- Primavera de 2021: Global Sea Mineral Resources probó su máquina recolectora en la Zona Clarion-Clipperton.
- 2023 y 2024: Los investigadores recogieron las muestras de sedimentos utilizadas en el estudio sobre los virus.
- Expedición SO322: Los científicos investigan las consecuencias del ensayo de 2021 y las posibles vías de recolonización.
- 19 de noviembre de 2026: Está prevista la subasta de dos concesiones de los fondos marinos frente a Samoa Americana, según el plan anunciado.
La propuesta para Samoa Americana se refiere a una zona del Pacífico distinta de la Zona Clarion-Clipperton. Las dos áreas propuestas para concesiones suman más de 31 millones de acres y se encuentran junto al Monumento Nacional Marino del atolón Rose. El gobernador Pulaali'i Nikolao Pula se ha opuesto a la extracción comercial de minerales en las aguas del territorio.
La propuesta de Estados Unidos ilustra la presión más amplia para abrir yacimientos del fondo marino del Pacífico a la explotación mientras continúan las investigaciones ecológicas. En la Zona Clarion-Clipperton, el nuevo catálogo de virus ofrece una herramienta concreta para la evaluación ambiental: los investigadores pueden buscar cambios en miles de grupos virales antes no registrados, además de cambios en los animales, la química de los sedimentos y las conexiones entre hábitats.
Para planificar la conservación, los estudios apuntan a dos tareas que deben avanzar juntas. Los científicos necesitan comprender los organismos y los procesos de una zona del fondo marino, mientras que los reguladores deben tener en cuenta cómo se conecta esa zona con las áreas circundantes. Retirar nódulos afecta a lo primero; interrumpir las rutas de recolonización afecta a lo segundo.
Puntos clave
- Los investigadores identificaron 11.742 virus en sedimentos de la Zona Clarion-Clipperton, incluidos 11.662 que no se habían registrado antes.
- La mayoría parecen estar asociados con bacterias y arqueas y podrían influir en el ciclo de nutrientes y en las respuestas a los metales.
- La alteración de los sedimentos podría afectar tanto a las comunidades virales como a los animales que viven sobre los nódulos.
- Un modelo de circulación encontró solo cinco conexiones directas entre las 156 rutas posibles que enlazan 13 áreas protegidas.
- La incorporación de 53 corredores de hábitat propuestos aumentó considerablemente las conexiones en el modelo.
- La expedición SONNE estudia los efectos de un ensayo minero realizado en 2021 para contribuir a las evaluaciones ambientales y la regulación.
