¿Cómo colonizaron el mundo los pastos marinos? A diferencia de las algas, poseen raíces y rizomas que crecen en sedimentos arenosos o fangosos. Los brotes de hojas, similares a la hierba, producen flores y completan su ciclo de vida completamente bajo el agua. Las semillas tienen una flotabilidad negativa. Pero los brotes con semillas pueden flotar, lo que promueve su dispersión por todos los mares y océanos del mundo.
Como especie fundamental de aguas poco profundas, la hierba marina proporciona un hábitat crítico para diversas biotas. Y brinda numerosos servicios ecosistémicos, incluida la absorción de dióxido de carbono. Los pastos marinos han sido reconocidos recientemente como una de las importantes contribuciones basadas en la naturaleza para almacenar carbono en el océano.
El sedimento debajo de las praderas de pastos marinos puede secuestrar entre 30 y 50 veces más CO2 anualmente que las raíces de los bosques en tierra. Desafortunadamente, la continua pérdida de lechos de pastos marinos en todo el mundo es motivo de gran preocupación.
Buscando explicaciones
Un grupo internacional de investigadores trabajó coordinado por el profesor Thorsten Reusch, Jefe de la División de Investigación de Ecología Marina del Centro Helmholtz de Investigación Oceánica de GEOMAR en Kiel.
Emplearon genomas nucleares y de cloroplastos completos de 200 individuos. Y trabajaron en 16 ubicaciones para reconstruir y fechar la historia de colonización de la hierba Zostera marina, desde su origen en el Océano Pacífico Noroccidental hasta el resto de este océano, además del Atlántico y del Mar Mediterráneo. Los hallazgos plantean la siguiente pregunta: «¿Qué tan bien se adaptará el pasto marino a nuestro nuevo clima que cambia rápidamente?» ¿Cómo colonizaron el mundo los pastos marinos? 
¿Cómo se movieron?
Usando un enfoque filogenómico, los científicos pudieron determinar que las plantas de hierba marina cruzaron primero el Pacífico de oeste a este. Y lo hicieron en al menos dos eventos de colonización, probablemente apoyados por la Corriente del Pacífico Norte.
Luego, los científicos aplicaron dos «relojes moleculares» de ADN. Uno basado en el genoma nuclear y otro en el del cloroplasto, para deducir el momento en que las poblaciones de hierba marina divergieron en otras nuevas. La tasa de mutación del ADN se calculó y calibró frente a una antigua duplicación del genoma completo que se produjo en la hierba marina.
Tanto el genoma nuclear como el del cloroplasto revelaron que la hierba marina se dispersó hacia el Atlántico a través del Ártico canadiense hace unos 243 mil años. Esta llegada es mucho más reciente de lo esperado.
Útiles y singulares
Se trata de miles y no de millones de años, como fue el caso de la mayoría de las especies inmigrantes del Atlántico durante el Gran Intercambio Ártico hace unos 3,5 millones de años. Reusch lo explica así. “Debemos suponer que en el Atlántico no había ecosistemas basados en pastos marinos, puntos críticos de biodiversidad y almacenamiento de carbono, antes de ese momento.
La actualidad también se reflejó en un análisis de la comunidad faunística asociada, que presenta muchos menos animales especializados en el Atlántico en comparación con las praderas de hierba marina del Pacífico. Esto sugiere que hubo menos tiempo para que ocurriera la coevolución animal-planta”.
Las poblaciones mediterráneas llegaron desde el Atlántico hace unos 44 mil años. Y sobrevivieron a la última Gran Glaciación. Por el contrario, las poblaciones actuales que se encuentran a lo largo de las costas del Atlántico occidental y oriental llegaron hace unos 19 000 años. Principalmente desde la costa este de Estados Unidos gracias a la Corriente del Golfo. ¿Cómo colonizaron el mundo los pastos marinos?
Grandes diferencias
Además, los investigadores confirmaron aún más la enorme diferencia en la diversidad genómica entre el Pacífico y el Atlántico, incluidos los gradientes latitudinales de diversidad genética reducida en las poblaciones del norte.
“Tanto las poblaciones del Atlántico en comparación con las del Pacífico, como las del norte y las del sur, son menos diversas a nivel genético que sus ancestros. De hecho, existe un factor de 35 entre las más y menos diversas”. Así lo resumió el científico postdoctoral Dr. Lei Yu, primer autor de la publicación, que fue un capítulo de su tesis doctoral.
«Esto se debe a los cuellos de botella que surgen de las glaciaciones pasadas. Lo que plantea preocupaciones si los pastos marinos podrán resistir al cambio climático y a la afectación de otros factores estresantes ambientales, en función de su capacidad genética».
“El calentamiento global que afecta gravemente a los océanos ya ha causado pérdidas de praderas de pastos marinos en Carolina del Norte y en el sur de Portugal y de España. Además, las olas de calor también han hecho estragos en poblaciones puntuales de aguas poco profundas”, señaló Reusch.
«Esta no es una buena noticia porque las praderas de pastos marinos forman ecosistemas diversos y productivos. Y ninguna otra especie puede asumir el papel que tienen estos prados en el equilibrio ecosistémico, si estos sucumben».
¿Se pueden restaurar?
“Una posibilidad para la restauración podría ser intercambiar la diversidad genética de la hierba marina del Pacífico para fortalecer la diversidad en el Atlántico y viceversa. Nuestro siguiente paso investigar el pangenoma de la hierba marina”.
Actualmente, se está desarrollando un nuevo genoma de referencia de la hierba marina del Pacífico que debería brindarnos más información sobre la capacidad ecotípica adaptativa en su gama global de hábitats”.
Esto lo comentó la profesora Jeanine Olsen, profesora emérita de la Universidad de Groningen, quien inició el estudio y coordinó el trabajo entre el Instituto Conjunto del Genoma (JGI) y el equipo de investigación. Y acabo diciendo que: si bien nada es seguro aún, hay motivos para ser optimistas. ¿Cómo colonizaron el mundo los pastos marinos?
Referencia: artículo publicado en Nature Plants
