El ADN marino más antiguo en sedimentos de aguas profundas ha sido descubierto en el Mar de Scotia, al norte del continente antártico: podría tener un millón de años de antigüedad. Demuestra que el ADN sedimentario permite estudiar las respuestas de los ecosistemas oceánicos al cambio climático actual.
Por primera vez, los investigadores han detectado ADN de un millón de años en muestras de sedimentos del Océano Antártico. Este genoma, derivado de organismos eucarióticos, es el ADN marino más antiguo del mundo y una de las muestras de ADN ambiental inequívocamente confirmadas más antiguas de la historia.
En otras muestras, el equipo también identificó el ADN de diatomeas de 540.000 años de antigüedad: esta es la evidencia más antigua de material genético de este grupo de algas unicelulares a partir de análisis de sedimentos marinos.
La molécula hereditaria de ADN no solo se encuentra dentro de los seres vivos, sino también libremente en el medio ambiente, porque, ya sea en el aire, en el polvo doméstico, en el suelo o en los sedimentos de las profundidades marinas, cada vez que un organismo desprende escamas de piel, heces, orina o saliva, o un ser vivo muere y se descompone, los residuos celulares y por tanto restos de su material genético van al medio ambiente.
Al analizar este ADN ambiental, se puede deducir qué organismos viven o han vivido en este entorno.
ADN del fondo marino
El análisis de ADN de los sedimentos marinos puede ser particularmente revelador, porque proporciona información sobre ecosistemas que a menudo son de difícil acceso y en gran parte inexplorados.
Sin embargo, el ADN del sedimento (SedaDNA) es difícil de analizar porque generalmente solo está presente en trazas y las cadenas de material genético que a menudo se degradan por influencias ambientales. Tampoco se sabe muy bien cuánto tiempo se conservaría y detectaría el ADN del sedimento.
Linda Armbrecht, de la Universidad de Tasmania y sus colegas, han dado ahora un paso significativo para despejar esa incógnita: han tomado núcleos de sedimentos de aguas profundas en varios lugares del Océano Antártico y los han examinado en busca de ADN ambiental antiguo.
Partían de una suposición: en sedimentos marinos tan fríos y profundos, el material genético podría sobrevivir durante un tiempo particularmente largo.
ADN de hace un millón de años
Esa suposición era correcta: los análisis de las muestras arrojaron un total de casi 300.000 fragmentos de ADN que podrían asignarse a bacterias, arqueas y células eucariotas.
Los eucariotas que no pudieron clasificarse representaron la mayor proporción, con alrededor del 20 por ciento, seguidos por las diatomeas. Su contenido de ADN aumentó a alrededor del 50 por ciento, especialmente en los sedimentos depositados después de la última Edad de Hielo, explican Armbrecht y sus colegas.
Pero descubrieron algo más: en función de la degradación, los científicos también pudieron determinar la edad del SedaDNA, y esto reveló algo sorprendente: en una muestra del mar de Scotia, también denominado mar de las Antillas del Sur, situado entre el extremo sur de América del Sur y el extremo norte de la Antártida occidental, se encontraron secuencias de ADN eucariótico que tenían entre 750.000 y un millón de años.
La evidencia más antigua de ADN sedimentario
Se trata del SedaDNA marino autentificado más antiguo conocido, destacan los investigadores. A modo de comparación: el ADN sedimentario más antiguo se aisló de sedimentos de cuevas de alrededor de 400.000 años de antigüedad y en depósitos de permafrost de alrededor de 650.000 años.
Sin embargo, en la nueva investigación figuran, entre los organismos ahora detectados por el ADN, numerosas diatomeas cuyo ADN tenía hasta 540.000 años. Por lo tanto, representan el genoma de diatomeas más antiguo del mundo aislado de sedimentos marinos.
En una de las muestras, el equipo incluso detectó incluso ADN eucariótico que parecía tener 2,5 millones de años, aunque son cautelosos respecto a esta estimación.
Pasado y presente
La detección de ADN de sedimentos que tiene hasta un millón de años sugiere que el genoma de los organismos marinos contenidos en el fondo del mar se conserva durante más tiempo de lo que se pensaba, consideran los investigadores.
Eso significa que las muestras de sedimentos marinos abren la oportunidad de obtener conocimientos completamente nuevos sobre los ecosistemas del pasado y sus cambios.
El estudio mostró, por ejemplo, cómo aumentó el número de diatomeas y, por lo tanto, de importantes productores primarios, en los mares polares en los períodos cálidos de la Edad de Hielo. El último cambio de este tipo tuvo lugar hace unos 14.500 años.
Este dato es importante porque en aquella época también se produjo un aumento rápido y global del nivel del mar y la pérdida masiva de hielo en la Antártida debido al calentamiento natural de la atmósfera, destacan los investigadores.
Este resultado también puede ayudar a predecir cómo responderá la vida marina alrededor de la Antártida al cambio climático actual y futuro, concluyen los científicos.
Referencia
Ancient marine sediment DNA reveals diatom transition in Antarctica. Linda Armbrecht et al. Nature Communications volume 13, Article number: 5787 (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-022-33494-4
