Moluscos bivalvos en los inexplorados abismos suratlánticos

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El Atlántico suroccidental. Los círculos de color indican los lugares en que fueron colectadas las muestras de Laubiericoncha puertodeseadoi (rojo), a unos 2400m de profundidad, y de Adipicola leticiae (verde), a unos 100m bajo la superficie marina..

Los moluscos son uno de los grupos más diversos del reino animal: solo los artrópodos los superan en número de especies. Actualmente conocemos ocho clases de moluscos, a las que pertenecen más de 100.000 especies. Habitan ambientes terrestres, de agua dulce y marinos, desde más de 3500m sobre el nivel del mar hasta más de 6000m de profundidad. Pueblan tanto aguas polares como tropicales.
La biología marina casi no ha investigado el fondo del Atlántico suroccidental más allá del fin de la plataforma continental, que a unos 200m de profundidad se convierte en el talud. En consecuencia, por debajo de esa cota poco sabemos de la biodiversidad que puede existir en el fondo marino, es decir, la pluralidad de especies, su variabilidad genética y la multiplicidad de los ecosistemas que integran. Esto se debe a diversos factores, entre ellos, la dificultad de tomar muestras que lleguen a la superficie en condiciones de ser estudiadas. Además, la exploración de las profundidades oceánicas es muy costosa, pues requiere disponer de embarcaciones de ultramar y equipos especiales, algo que solo últimamente ha comenzado a estar en su forma más elemental al alcance de la ciencia argentina, en especial con los buques oceanográficos del Conicet.

¿DE QUÉ SE TRATA?
En las grandes profundidades viven organismos que nadan o flotan en la columna de agua y otros apoyados sobre el fondo o adheridos a este. Ejemplares de los segundos, colectados a distintas profundidades del talud continental en el Atlántico suroccidental por investigadores locales, les permitieron identificar y describir dos nuevas especies de moluscos bivalvos.

Para la recolección de organismos que habitan las profundidades marinas se utilizan desde la superficie diferentes ‘artes de pesca’ diseñadas con ese propósito. Entre ellas están las dragas, con las que se excava en forma superficial el fondo marino; consisten en dos palas enfrentadas que atraviesan abiertas la columna de agua y se cierran al llegar al fondo. También se emplean rastras de fondo y redes de arrastre, que barren el fondo del mar y retienen materiales en ellas.

El ambiente marino

Los parámetros fisicoquímicos que caracterizan el ambiente marino varían en forma marcada con la profundidad. La luz solar se desvanece por completo a unos decímetros de la superficie en aguas turbias, o al acercarse a los 200m en aguas transparentes; el oxígeno decrece con la profundidad hasta desaparecer por completo en las fosas abisales, donde únicamente pueden vivir bacterias anaeróbicas. En las grandes profundidades, la temperatura se mantiene constante: no suele superar los 4°C y se acerca a 0°C en las zonas más profundas. La presión aumenta considerablemente al descender por la columna de agua, a razón de una atmósfera cada 10m, por lo cual a 200m es unas veinte veces la que impera en la superficie del mar, y en fosas de, por ejemplo, 6000m, unas 600 veces.
Avanzado el siglo XX, se descubrió que dos tipos de ambientes muy particulares de las profundidades marinas estaban habitados a pesar de sus condiciones fisicoquímicas extremas. El primero se encontró a unos 2550m de la superficie hacia fines de la década de 1970 en la dorsal de las Galápagos, en fuentes hidrotermales con emanaciones de gases y vapores de altas temperaturas provenientes de fisuras del fondo marino. Hoy se conocen en el planeta alrededor de 600 fumarolas (vents, en inglés) que generan oasis con condiciones ambientales especiales. Se han descripto hasta el presente casi 700 especies de animales que viven cerca de tales fuentes hidrotermales. Entre los invertebrados más representados están los gusanos marinos o poliquetos, que tienen forma de tubo; ciertos bivalvos, que viven adheridos al sustrato mediante filamentos proteicos o enterrados en el fondo marino, y crustáceos como cangrejos o anfípodos, además de otros organismos de los que conocemos muy poco.

Sumergible Alvin. Construido en la década de 1960, de 17 toneladas de peso, unos 7m de longitud y 4m de alto, pertenece a la Armada de los Estados Unidos y es operado por la Woods Hole Oceanographic Institution. Puede descender hasta una profundidad de 4500m tripulado por un piloto y dos científicos. Entre las más de cinco mil inmersiones que realizó están las que permitieron descubrir, con financiación de la National Science Foundation, las fumarolas de las Galápagos y las filtraciones frías del golfo de México. La fotografía lo muestra en la cubierta del buque oceanográfico Atlantis, de donde la grúa azul de la derecha lo lanza al mar.


El otro tipo de ambiente particular de zonas marinas profundas se encuentra en las inmediaciones de filtraciones frías (cold seeps, en inglés), emanaciones de compuestos como sulfuro de hidrógeno, metano y otros fluidos ricos en hidrocarburos que pasan del lecho marino al agua. Estas condiciones proporcionan un ambiente que permite la existencia de especies endémicas, es decir, que solo se hallan en esos lugares. Se descubrieron a comienzos de la década de 1980 en el golfo de México, a unos 3200m de profundidad.

En ambos ambientes vive un número escaso de especies, o sea que hay baja biodiversidad, pero sus poblaciones son muy densas, por lo que hay alta biomasa, debido al abundante y constante aporte de nutrientes que salen tanto de las fumarolas como de las filtraciones. Existen también fondos marinos carentes de fumarolas y de emanaciones de hidrocarburos que, sin embargo, alojan seres vivos. Estos, en forma directa o indirecta, consiguen la energía que necesitan para vivir, pero ¿cómo la obtienen? Indirectamente, a partir de compuestos químicos presentes en el ambiente, con la intermediación de bacterias. En esos medios extremos, en efecto, existen bacterias que tienen la capacidad de nutrirse de dichos compuestos, es decir, que son autótrofas (más precisamente, quimioautótrofas). Los restantes organismos de las profundidades obtienen la necesaria energía mediante su asociación o simbiosis con esas bacterias.
Tal simbiosis permite explicar el hecho de que no solo en los dos ambientes señalados hay vida a gran profundidad. En otras palabras, que existen fondos marinos carentes de fumarolas y de emanaciones de hidrocarburos que, sin embargo, alojan seres vivos. La razón es que a esos fondos caen restos de organismos animales o vegetales, por ejemplo, para mencionar los más conspicuos, cadáveres de mamíferos marinos o de cetáceos, piezas de madera, etcétera. De esos restos también se desprenden compuestos como sulfuro de hidrógeno, e igualmente conforman un entorno adecuado para que vivan organismos quimioautótrofos de las profundidades. Ello se conoce desde mediados del siglo XIX.


Hipótesis del escalón de madera

Los biólogos se preguntan si las especies de aguas profundas que viven gracias a su simbiosis con bacterias –sea en fumarolas y filtraciones de hidrocarburos o fuera de ellas en desechos orgánicos– pertenecen a un linaje antiguo, endémico de esos ecosistemas, o si provienen de colonizadores más recientes. Luego de revisar la morfología de ciertas especies de bivalvos y de realizar estudios genéticos, llegaron a la hipótesis del escalón de madera, según la cual las especies de seres vivos presentes en los alrededores de fumarolas y filtraciones frías descenderían de otras mucho más pequeñas asociadas con madera y otros restos orgánicos hundidos en los fondos marinos. Estas especies progenitoras habrían vivido en simbiosis con organismos capaces de tomar energía de compuestos químicos provenientes de la descomposición de restos orgánicos como madera o huesos de mamíferos marinos en forma similar a lo que sucede en torno a las fumarolas hidrotermales. Esta hipótesis implica postular que hubo un cambio evolutivo en el metabolismo de los bivalvos: estos aparecieron en aguas poco profundas, en las cuales eran y siguen siendo heterótrofos, es decir, que se alimentan de otros organismos. Las actuales especies de ellos que habitan el mar profundo, en cambio, consiguen su alimento de sustancias químicas por su relación simbiótica con las mencionadas bacterias quimioautótrofas

Buque oceanográfico Puerto Deseado. De 71m de eslora, pertenece al Conicet, que programa su uso, y es operado por la Armada.
Izquierda. Artes de pesca empleadas en el Puerto Deseado para colectar desde la superficie organismos del fondo marino. Rastra de fondo (arriba). Red de arrastre (abajo). Derecha. El autor acondiciona a bordo del Puerto Deseado materiales colectados en una campaña oceanográfica.

Nuevas especies de bivalvos del Atlántico suroccidental

Las profundidades marinas y sus seres vivos casi no habían sido explorados hasta avanzado el siglo XIX, cuando tuvo lugar una expedición oceanográfica organizada por la Royal Society a instancia del naturalista escocés Charles W Thomson (1830-1882), de la Universidad de Edimburgo. Entre 1872 y 1876, con este a bordo, la nave de guerra HMS Challenger, adaptada para ese propósito, circunnavegó el globo y recolectó muestras en profundidades de más de 1000m, incluso en el Atlántico suroccidental, en el verano austral de 1876.
Pasaron más de cien años hasta que la ciencia argentina se asomara a esas profundidades. Entre 2009 y 2013, investigadores locales realizaron tres campañas exploratorias a bordo del buque ocenaográfico Puerto Deseado, y recolectaron muestras levantadas de distintas profundidades, de la plataforma continental y del talud. La primera es una amplia planicie con poco relieve suavemente descendente hasta los 200m de profundidad, mientras que el segundo es una angosta franja con fuerte pendiente que en pocos kilómetros alcanza varios miles de metros de profundidad, entre su borde a los 200m y profundidades de unos 4000m.

Cráneo de ballena franca austral (Eubalaena australis) recogido por el pesquero Cabo Buena Esperanza del fondo marino de la plataforma continental a 120m de profundidad. Tenía adheridos ejemplares del bivalvo Adipicola leticiae y hoy está en el Centro Nacional Patagónico, Puerto Madryn.

De los seres vivos capturados en los fondos del Atlántico suroccidental, el autor estudió dos especies de bivalvos pertenecientes respectivamente a las familias Vesicomyidae (almejas de mar) y Mytilidae (que incluye a mejillones y cholgas, entre otros). La primera de ellas provino del talud continental, a unos 2400m bajo el nivel del mar, mientras que la segunda fue recolectada a poco más de 100m de profundidad, en la plataforma continental.

Las dos especies eran desconocidas. Los ejemplares de la primera fueron capturados con una red de arrastre en agosto de 2012, junto con caracoles característicos de fondos blandos o arenosos, como aquellos en que viven semienterrados los bivalvos recogidos. Al describir el hallazgo con Guido Pastorino en la revista Malacologia, publicada en los Estados Unidos, dimos a la especie el nombre puertodeseadoi, luego de asignarla a un género existente, Laubiericoncha. La familia que integra (Vesicomyidae) es una de las seis de bivalvos que habitan fondos marinos alrededor de fumarolas hidrotermales y filtraciones frías, lo mismo que sobre restos orgánicos; sus distintas especies viven entre los 100m y los 6400m de profundidad, y se conocen otras fósiles encontradas en Japón en depósitos del período Cretácico superior, de unos 65 millones de años (Ma) atrás, y en forma más abundante en otros del Eoceno, datados hace unos 40Ma.

Valvas de Laubiericoncha puertodeseadoi pertenecientes a la colección científica del Museo Argentino de Ciencias Naturales y usadas para describir la especie.

Los integrantes actuales de la familia encontrados en el Atlántico suroccidental confirman la hipótesis del escalón de madera, pues presentan bacterias quimioautotróficas en sus branquias. Hasta la descripción de L. puertodeseadoi, el género había sido registrado en las costas de Brasil: ahora se constata por primera vez su presencia en el Atlántico suroccidental, lo que amplía la distribución geográfica de sus seis especies, que habitan las costas del Pacífico de América del Norte, el Caribe, el oeste de África, el Ártico y el Indo-Pacífico y, a partir de nuestro hallazgo, el Atlántico suroccidental.
La segunda especie nueva identificada es un bivalvo del género Adipicola que vive en el fondo marino adherido a huesos mediante filamentos en forma de pelos de una secreción proteica llamada biso. En 2010, el pesquero Cabo Buena Esperanza recogió involuntariamente en sus redes de arrastre un cráneo de ballena franca austral depositado en el fondo marino a unos 120m de profundidad, que tenía adheridos ejemplares del bivalvo. El capitán del buque, con buen criterio, no arrojó el cráneo al agua, sino que lo llevó al Centro Nacional Patagónico en Puerto Madryn, donde se identificó el molusco –un pequeño mejillín de entre uno y dos centímetros de longitud de la familia Mytilidae– y se procedió a la descripción de su especie. Se le dio el nombre específico de leticiae. Hicimos esa descripción con Enrique Crespo y la publicamos en 2017 en la revista neocelandesa Zootaxa. Es el primer registro del género en el Atlántico suroccidental y la cuarta especie actual conocida de él. Además, se han descripto dos especies fósiles encontradas en estratos del Mioceno medio (datados hace unos 15Ma) en el Japón y en Italia.

Valvas de Adipicola leticiae pertenecientes a la colección científica del Centro Nacional Patagónico y usadas para describir la especie.

El exiguo conocimiento de estos bivalvos y de otros organismos de los fondos marinos profundos se debe a la escasez de muestreos de esos fondos, y a las pocas recolecciones accidentales de esqueletos de ballenas y otros restos orgánicos. Actualmente, distintos grupos de investigadores estudian algunas áreas, como Papúa Nueva Guinea y Japón, a partir de muestreos sistemáticos en aguas profundas. Además, se están realizado en Brasil, en plataformas mar adentro, algunos experimentos consistentes en hundir piezas de madera, cadáveres de ballenas y huesos de vaca para recuperarlos luego de meses o años con el fin de analizar su colonización, dinámica de poblaciones y ciclos reproductivos. Esos trabajos experimentales sin duda contribuirán al conocimiento de los bivalvos de aguas profundas.

Lecturas sugeridas
DISTEL DL et al., 2000, ‘¿Do mussels take wooden steps to deep-sea vents?’, Nature, 403: 725-726.
PASTORINO G et al., 2015, ‘Vida en los fondos profundos del mar’, Ciencia Hoy, 143: 49-55.
PONCE JF y RABASSA J, 2012, ‘La plataforma submarina y la costa atlántica argentina durante los últimos 22.000 años’, Ciencia Hoy, 143: 49-55.
SIGNORELLI JH y CRESPO E, 2017, ‘First record of the genus Adipicola and description of a new species from the Argentine SW Atlantic Ocean’, Zootaxa, 4318, 2: 325-338.
SIGNORELLI JH y PASTORINO G, 2015, ‘A new species of Laubiericoncha from deep waters off Argentina’, Malacologia, 58, 1-2: 349-360.

Doctor en ciencias biológicas, UBA.
Investigador asistente del Conicet y curador de la colección general de invertebrados en el IBIOMAR, Puerto Madryn.

Javier H Signorelli
Doctor en ciencias biológicas, UBA. Investigador asistente del Conicet y curador de la colección general de invertebrados en el IBIOMAR, Puerto Madryn.

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