En busca del ADN de los océanos: Inédita misión científica internacional explora las costas de Chile

La fundación francesa Tara Océan, en colaboración con 36 instituciones internacionales y nueve chilenas, comenzaron una inédita misión científica dedicada a la investigación del microbioma marino que unirá los océanos Austral, Atlántico y Pacífico en una campaña destinada a responder las principales preguntas relacionadas al cambio climático y la productividad de nuestros mares. La expedición está próxima a llegar a nuestro país.

Durante esta campaña de dos años de navegación, el velero científico Tara, que zarpó en diciembre pasado desde el puerto de Lorient (Francia), es el centro de operaciones de un equipo de aproximadamente 30 científicos chilenos que contribuirá a esta iniciativa mediante un trabajo específico sobre la capacidad de las costas de Chile para absorber CO2 desde la atmósfera a través del Programa Ceodos, impulsado por un consorcio de centros de excelencia nacionales y el Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación.

Expertos en cambio climático, biología y química marina, metagenómica, modelamiento matemático e inteligencia artificial están trabajando juntos para proporcionar una evaluación inicial de la diversidad del plancton, con aspectos oceanográficos, genómicos, bioinformáticos y de ciencia de datos de última generación. Con ello, se busca cuantificar el estado fisiológico de los organismos responsables de la absorción de CO2 y otros gases de efecto invernadero en el océano.

Varios de los principales centros de excelencia en Chile, junto al Instituto Francés de Investigación en Ciencias y Tecnologías Digitales (Inria Chile)–, llevarán a cabo una observación integrada y multidisciplinar del océano chileno, que con sus 120.827 km2 de mar territorial es considerado un verdadero laboratorio natural de los efectos del cambio climático.

“Esta investigación representa una oportunidad histórica para promover un monitoreo robusto y multidisciplinario de la biodiversidad marina en Chile: con la gran cantidad de datos biológicos, físico químicos y del medioambiente asociados a este microbioma del océano”, aseguró Alejandro Maass, director del Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile y co-coordinador de la misión en Chile.

Junto a eso, el director del CMM añadió que “tenemos la oportunidad de generar modelos e información únicos para entender la relación Océano-Clima-Biodiversidad de manera cuantitativa y ser un apoyo cada vez más robusto a la toma de decisiones”. El CMM participa en esta investigación aportando con aplicaciones en Inteligencia Artificial, Aprendizaje de Máquinas y Modelamiento Matemático.

“De manera general, esta misión proporcionará una comprensión más detallada de los principales mecanismos que vinculan el microbioma y el clima en toda la costa de Chile.

El programa Ceodos es una iniciativa a largo plazo que busca monitorear el océano chileno cada cinco años y así seguir su transición hacia la nueva normalidad que trae el cambio global”, explicó Camila Fernández, profesora visitante del Departamento de Oceanografía de la Universidad de Concepción, investigadora del CNRS, y co-coordinadora de la misión en Chile.

A lo largo de la campaña, y según la evolución de las condiciones sanitarias del Covid-19, se llevarán a cabo actividades de divulgación científica en las ciudades donde el velero Tara realizará detenciones.

Tras zarpar el 12 de diciembre de Lorient en Francia, llegó a Punta Arenas el pasado 10 de febrero. Hoy se encuentra en el sur del país, en la tercera de sus 10 estaciones programadas en esta etapa de navegación, cerca de la isla Madre de Dios. Se espera que arribe a Puerto Montt a mediados de marzo, entre el 6 y el 10 de abril llegará a Concepción; Valparaíso, entre el 20 y 25 abril; Iquique, entre el 9 y 12 de mayo; y en la Antártica llegará entre noviembre y diciembre de este año.

La aventura humana y científica podrá seguirse a través de las plataformas digitales de la Fundación Tara Océan y de los centros científicos chilenos.

“El protocolo que se está haciendo incluye gases de efecto invernadero, acidez del agua de mar, alcalinidad, pH, muestras para diversidad de fitoplancton, zooplancton y microbios para evaluar la capacidad del océano costero en Chile de bombear CO2 desde la atmósfera”, indicó Fernández.

El trabajo en el velero consiste en la toma de muestras en cada uno de los puntos de recolección que están definidos durante la travesía.

Según explicó la investigadora del CNRS, y co-coordinadora de la misión en Chile, la mayoría de las muestras se obtienen desde un equipo que se llama roseta y que contiene sensores de temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y que van tomando esas variables a medida que va bajando en la columna de agua desde la superficie hasta el fondo. “Es un carrusel de botellas que se va cerrando a ciertas profundidades y nos van trayendo a superficie el agua que nosotros debemos muestrear. El resto de los parámetros como pH, presión parcial de CO2 atmosférico y alcalinidad del agua por ejemplo, se obtienen de muestreos continuos, es decir, el barco a medida que va avanzando va automáticamente registrando esa data, igual que la temperatura y salinidad superficial del mar”, indicó.

Además, con redes especiales se registran metales traza y microplástico. En el caso de microplástico, zooplancton y fitoplancton también están utilizando imágenes, por lo que las muestras pasan de manera automática por un escáner y mediante algoritmos pueden identificar formas con especies y grupos funcionales.

Hoy entre los marinos franceses, científicos, piloto y observador del Shoa, 12 personas componen la tripulación. “Hemos podido analizar ya los primeros perfiles de temperatura, salinidad, estamos también pudiendo evaluar la abundancia de microbios y otras especies en el agua, pero el grueso de la data que es genómica, proteómica y flujos químicos y biogeoquímicos del agua los vamos a poder analizar a posteriori”, señaló Fernández.

André Abreau, jefe de Política, Medioambiente y Clima, de Fundación Tara Ocean, dijo que el trabajo que están realizando ahora en los canales de la Patagonia son fundamentales para el conocimiento del cambio climático, sus efectos sobre la microbiología planctónica sobre todo. “Es un protocolo muy complejo en el que Tara se queda por 36 horas en el mismo punto y allí se hacen diferentes protocolos para diferentes científicos, biólogos, físicos, químicos, genética, genómica”, comenta.

“El nexo entre océano y clima está aún muy reciente”, señaló Abreau. En este sentido, explica que todavía no se conocen datos consolidados respecto de la cantidad de carbono capturada por el océano abierto y solo hay referencias de las aguas y ecosistemas costeros. La expedición, realiza un esfuerzo pionero de cuantificación y comprensión, de la bomba biológica de carbono, esto es del fitoplancton que una vez que muere, se va al fondo del océano llevando consigo grandes cantidades del CO2 que atrapó en la superficie. Este trabajo, dice Abreu, dejará a Chile como el primer país en cuantificar con modelos matemáticos de alta resolución, el valor de estas bombas biológicas de carbono.

Además del Centro de Modelamiento Matemático (CMM), en la iniciativa también tomar parte el Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR2), el Centro de Investigación Dinámica de Ecosistemas Marinos de Altas Latitudes (Ideal), el Centro de Investigación en Ecosistemas de la Patagonia (Ciep), el Centro de Investigación Oceanográfica (Copas Sur-Austral), el Centro de Regulación del Genoma (CRG), el Centro Interdisciplinario para la Investigación Acuícola (Incar) y el Laboratorio Internacional Asociado “Estrategias Adaptativas Multiescala” (LIA MAST).