¿De qué viven los animales del fondo del mar donde nunca llega la luz del Sol?

1. En 1977, un equipo sin biólogos bajó a buscar agua caliente y se encontró con animales

El 8 de febrero de 1977 salió del canal de Panamá una expedición científica de Estados Unidos. Iba a una zona del fondo del Pacífico situada a unos 330 kilómetros al noreste de las islas Galápagos. Su objetivo era comprobar si existían unas aberturas del fondo marino por las que sale agua calentada desde abajo, algo que los científicos habían previsto pero nunca habían visto[1][2].

El equipo estaba formado por geólogos, geoquímicos y geofísicos. No había ningún biólogo: no esperaban encontrar seres vivos en un lugar así[1].

El 17 de febrero, el sumergible Alvin (un pequeño submarino con tripulantes, hecho para explorar el fondo) hizo su inmersión número 713 con el piloto Jack Donnelly y los científicos Jack Corliss y Tjeerd van Andel como observadores. A 2.500 metros los sensores midieron agua de 8 °C, más caliente de lo normal en el fondo, y rodeándola vieron una comunidad que nadie conocía: almejas blancas de hasta 30 centímetros agrupadas en una zona de unos 50 metros de ancho, mejillones, cangrejos y gusanos con la punta roja[1]. En un lugar que bautizaron «el Jardín del Edén», el agua llegaba a 17 °C, templada comparada con la del fondo[1].

Como no habían llevado biólogos, tampoco habían llevado el material para conservar animales. Guardaron las muestras en formol y, según el relato de la propia institución que organizó la expedición, en un vodka ruso fuerte que habían comprado en Panamá[1]. Con los animales a la vista, surgió la pregunta: ¿qué comen?

2. El agua calentada bajo el suelo marino puede superar los 400 °C y no hierve

Antes de la comida, conviene entender de dónde viene ese agua. Las aberturas se llaman fuentes hidrotermales (también «respiraderos» o «chimeneas»). Se forman cerca de las dorsales oceánicas, donde se crea y se expande la corteza del fondo marino, y en otras zonas volcánicas submarinas. El agua fría del mar se cuela por las grietas de la roca, se calienta cerca del magma y vuelve a salir[2][3].

En algunas fuentes, el agua que sale de la roca puede superar los 400 °C (en los puntos de 1977 el agua medida era mucho más fría, de 8 °C a 17 °C). Y aun así no hierve, porque a esa profundidad la presión es tan alta que el agua se mantiene líquida[2][3]. En el camino, el agua disuelve metales y azufre de la roca. Al salir y mezclarse con el agua del mar, casi helada, esas sustancias se vuelven sólidas de golpe y forman una nube oscura, como humo. Las chimeneas que vio el Alvin en la zona de Galápagos eran de humo negro, por los compuestos de hierro y azufre[2][3].

Esa mezcla de agua muy caliente, muy fría y llena de sustancias disueltas es la clave de lo que viene: no es solo calor, es un «caldo» químico.

3. Sin luz solar, unas bacterias fabrican alimento con un gas que huele a huevos podridos

Cuando los químicos de la expedición sacaron la primera muestra del agua, el laboratorio se llenó de olor a huevos podridos: el agua llevaba mucho sulfuro de hidrógeno[1]. Para un geoquímico del equipo, John Edmond, esa pista hizo que todo encajara. Años después contó que entendieron que el agua del mar se estaba mezclando con otra cosa, y que unos microorganismos usan el sulfuro de hidrógeno de esos fluidos para vivir y crecer, mientras que los animales más grandes se alimentan de ellos[1]. Recordó también el momento del hallazgo: «Todos empezamos a dar saltos y a bailar por las paredes. Era como Colón»[1].

Ese proceso se llama quimiosíntesis. Las plantas usan la luz del Sol para fabricar materia orgánica; ciertas bacterias y arqueas (otro grupo de seres microscópicos de una sola célula) usan la energía de reacciones químicas con sustancias del agua, sobre todo del sulfuro de hidrógeno, que para la mayoría de los organismos es tóxico, para fabricar su propia materia orgánica[2][3]. Es decir, no se comen el gas: lo usan como fuente de energía. Estos microbios son la base de la cadena alimentaria de las fuentes hidrotermales. Por eso, según la guía didáctica del Instituto de Ciencias del Mar (CSIC), son las primeras comunidades animales conocidas que viven sin depender de la luz solar[3].

4. El gusano gigante sin boca ni estómago se alimenta de las bacterias que lleva dentro

El animal más llamativo de la zona descubierta en 1977 es el gusano tubícola gigante Riftia pachyptila, que vive dentro de un tubo blanco fijado a la roca y puede medir hasta 2,5 metros[3]. No tiene boca ni aparato digestivo. En su lugar, dentro del cuerpo tiene un órgano especial, el trofosoma, lleno de bacterias que hacen quimiosíntesis. El gusano les entrega lo que necesitan y vive de lo que ellas producen[3].

El plumero rojo que asoma del tubo funciona como una branquia: toma oxígeno, dióxido de carbono y también sulfuro de hidrógeno del agua. Su hemoglobina, que además de oxígeno es capaz de unirse al sulfuro, lo lleva hasta las bacterias y, de paso, protege al gusano de ese gas tóxico[3].

No es el único que lo hace: mejillones y almejas de gran tamaño tienen bacterias en las branquias, y ciertos camarones raspan las capas de microbios que cubren las rocas[3]. Es una cadena alimentaria entera sostenida por una reacción química.

5. Desde 1977 se han encontrado cientos de campos de fuentes hidrotermales, y cada uno tiene sus propios animales

Aquel primer hallazgo no fue un caso aislado. En 2009 se conocían 521 campos activos de fuentes hidrotermales en el mundo, de los cuales cerca de la mitad se habían visto directamente y el resto se daba por activo por pistas físicas y químicas. La mitad estaban en dorsales oceánicas y alrededor de una cuarta parte en cada uno de otros dos tipos de zonas volcánicas submarinas (arcos volcánicos y cuencas detrás de ellos)[4].

Los animales cambian de un lugar a otro. En las chimeneas de la dorsal central del Atlántico, por ejemplo, no hay almejas gigantes, pero sí grandes enjambres de camarones que se alimentan de bacterias[3]. Y se siguen describiendo especies nuevas, como un caracol que usa compuestos de azufre en lugar de carbonato de calcio para partes de su cuerpo[3].

Así que la respuesta a la pregunta del título cabe en una frase: viven de la química, no de la luz. Pero esa frase abre otras: ¿qué especies habrá en los campos que nadie ha visitado todavía?

6. Las fuentes hidrotermales siguen los bordes de las placas: compruébalo comparando dos mapas

Esta es una forma de comprobar por ti mismo una idea de la página, sin salir de casa. Busca en un atlas o en internet un mapa de las placas de la corteza terrestre y otro de las fuentes hidrotermales conocidas (la base de datos de la red InterRidge es una buena palabra de búsqueda). Compáralos: los puntos de las fuentes deberían concentrarse en los bordes de placas, donde sube el calor desde dentro de la Tierra[3][4].

Si quieres ver los animales, los videos de las expediciones de exploración oceánica de NOAA y del Instituto Oceanográfico de Woods Hole están en las fuentes de abajo y en sus sitios web.

Fuentes

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