APROCEAN: julio 2025

jueves, 31 de julio de 2025

La exploración abisal y el descubrimiento de nuevas especies marinas

Autor: Salvador Lechuga Lombos + IA

"Investigamus ut ultra exploremus, novas fines detegentes et limites eorum quae sciuntur extendentes, quia Plus Ultra dux noster est."

Resumen de la noticia:

La vida se abre paso a casi 10.000 metros en lo más profundo del mar de Kamchatka | Watch

🌊 ¿Qué se ha descubierto?

Una misión científica exploró las fosas de Kuril‑Kamchatka y Aleutianas, al noroeste del océano Pacífico, utilizando el sumergible tripulado chino Fendouzhe. Alcanzaron profundidades de hasta 9 533 metros, lo que marca el ecosistema marino más profundo que se haya documentado con vida compleja Wikipedia+10El País+10Grupo Milenio+10.

🔬 ¿Qué organismos encontraron?

Comunidades abundantes de siboglínidos (gusanos tubícolas) y moluscos bivalvos (almejas) que pueden medir hasta 30 cm Telegraph India+4El País+4DW+4.
También avistaron organismos como pepino de mar, gusanos cuchara, algunos peces abisales a profundidades algo menores, y otros invertebrados como lirios de mar y crustáceos espinosos El País.

Estas comunidades no dependen de la fotosíntesis, sino de la quimiosíntesis: microbios que metabolizan metano y sulfuro de hidrógeno liberados desde grietas geológicas generan energía que luego nutre a los organismos, ya sea de forma simbiótica o directa ventsmagazine.com+10El País+10DW+10.

🌍 ¿Por qué es importante?

Esta es la evidencia más profunda de vida compleja basada en quimiosíntesis, superando registros anteriores en unos 25 % Reuters+1Telegraph India+1.
El descubrimiento desafía la idea tradicional de que la vida marina compleja solo prospera a partir de materia orgánica que cae desde la superficie, mostrando que puede existir vida autónoma en zonas oscuras y de alta presión The Washington PostEl País.
Abre nuevas posibilidades para buscar vida en entornos extremos de otros planetas o lunas oceánicas, como Europa o Encélado, donde el metano y el hidrógeno también están presentes ReutersThe Washington Post.

🎥 ¿Existe un vídeo del hallazgo?

No he encontrado un enlace directo a un vídeo específico desde Fendouzhe. El artículo de El País no incluye un vídeo reproducible y ninguna fuente apunta a material audiovisual público. Por lo tanto, parece que la noticia está principalmente documentada por textos y fotografías, no por una transmisión en vídeo abierta El PaísEl País.

✅ Resumen rápido

Elemento	Detalles
Profundidad récord	Hasta 9 533 m en la fosa de Kuril–Kamchatka
Principales organismos	Siboglínidos, moluscos bivalvos y otros invertebrados
Forma de energía	Quimiosíntesis: metano y sulfuro de hidrógeno
Importancia	Primer ecosistema complejo a esa profundidad; rediseña nuestra visión de límites de la vida

Este hallazgo ha sido publicado recientemente (30–31 de julio de 2025) en Nature, con amplia cobertura por parte de medios como Reuters, AP, El País y DW reddit.com+12El País+12DW+12Reuters+1Wikipedia+1The Washington PostDW.

La presión que aguantan los seres vivos que se encuentran a esas profundidades

🧬 Principales adaptaciones de los organismos abisales ante la presión extrema:

1. Ausencia de cavidades llenas de aire

A diferencia de los animales de superficie, estos organismos no tienen pulmones, vejigas natatorias ni estructuras huecas llenas de aire.
Esto evita que la presión colapse estructuras internas. Todo su cuerpo está lleno de fluidos o tejidos blandos, que no se comprimen fácilmente.

2. Membranas celulares reforzadas

Las bicapas lipídicas (que componen las membranas celulares) están adaptadas con ácidos grasos insaturados, lo que les da mayor fluidez y flexibilidad incluso bajo presiones brutales.
Sin esta adaptación, las membranas se volverían rígidas o incluso colapsarían, bloqueando funciones vitales como el transporte de moléculas.

3. Proteínas resistentes a la presión

Las enzimas y proteínas de estos seres están modificadas para funcionar bajo presión. Normalmente, la presión extrema puede desnaturalizar proteínas, pero en estos organismos tienen estructuras más compactas y enlaces adicionales que las estabilizan.

4. Moléculas especiales: piezólitos

Muchos organismos producen piezólitos (del griego piezō, “presionar”) —moléculas estabilizadoras que protegen proteínas y estructuras celulares.
Ejemplo: trimetilamina N-óxido (TMAO), un compuesto que ayuda a prevenir el colapso de proteínas. Cuanto más profundo vive un pez, más TMAO acumula.

5. Metabolismo lento

La mayoría de estos organismos tienen un ritmo metabólico muy bajo, lo que reduce la necesidad de energía en un ambiente donde la comida es escasa y la presión es intensa.

🐛 Ejemplo: gusanos tubícolas de las fosas

En el caso de los gusanos tubícolas (siboglínidos) hallados en Kamchatka, tienen un cuerpo flexible, sin partes duras o bolsas de gas, y una simbiosis con bacterias quimiosintéticas en lugar de órganos digestivos. Esto les permite obtener energía sin necesidad de moverse mucho ni buscar comida en un entorno muy exigente.

🔬 ¿Qué pasaría si subieras uno de estos seres a la superficie?

La mayoría moriría por descompresión. Sus estructuras, proteínas y bioquímica están ajustadas a la altísima presión. Al subir:

Sus células pueden reventar.
Sus proteínas pierden función.
Pueden sufrir daños físicos inmediatos.

Por eso, se usan contenedores hiperbares para estudiarlos en la superficie.

Ilustración de cómo se adapta una célula abisal o un desglose técnico de alguna especie específica descubierta en Kamchatka

Seres vivos abisales pueden ser muy útiles para investigaciones farmacológicas

Los seres vivos que habitan las profundidades extremas del océano —como los encontrados a casi 10.000 metros en el mar de Kamchatka— tienen un enorme potencial para la investigación farmacológica y biotecnológica

🧬 1. Proteínas y enzimas extremófilas

Son estables a alta presión, bajas temperaturas y en condiciones sin oxígeno.
Estas enzimas podrían ser muy útiles para procesos industriales o tratamientos médicos que requieren condiciones extremas.
También podrían inspirar nuevas terapias enzimáticas más resistentes a la degradación en el cuerpo humano.

💊 2. Moléculas bioactivas únicas

Al vivir en un entorno tan hostil, estos organismos producen moléculas defensivas o de comunicación muy inusuales.
Estas moléculas pueden tener:
- Actividad antibiótica
- Propiedades anticancerígenas
- Capacidad antiviral
- Efectos inmunomoduladores

Muchos antibióticos actuales provienen de bacterias marinas, pero los organismos abisales están aún inexplorados.

🛡️ 3. Resistencia celular y protección estructural

Estudiar sus mecanismos moleculares de resistencia a la presión puede ayudar al desarrollo de:
- Fármacos protectores celulares (por ejemplo, en casos de isquemia)
- Terapias contra la desnaturalización proteica, útil en enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer o Parkinson

🧫 4. Modelos para ingeniería genética

Algunas de sus adaptaciones se podrían transferir a microorganismos de laboratorio para desarrollar biofábricas más eficientes o resistentes.
También podrían ayudar a diseñar nuevos vehículos de administración de fármacos, capaces de soportar ambientes adversos dentro del cuerpo humano.

🚀 Bonus: Aplicaciones en medicina espacial

Sus adaptaciones a ambientes extremos pueden ser útiles para el desarrollo de tratamientos y cultivos celulares en condiciones espaciales, donde hay alta radiación, baja gravedad y aislamiento de nutrientes.

Línea de investigación específica sobre enzimas o compuestos bioactivos hallados en organismos abisales.

Línea de investigación específica muy prometedora en el campo farmacológico:

🔬 **Investigación sobre las abisilinas: péptidos antimicrobianos de bacterias abisales**

🌍 Contexto:

Las bacterias que viven en sedimentos marinos profundos —por ejemplo, géneros como Bacillus, Streptomyces y Pseudomonas— han desarrollado moléculas defensivas únicas para competir por recursos en ambientes extremos. Una de las más interesantes son los péptidos antimicrobianos abisales, conocidos como abisilinas (nombre genérico utilizado por algunos grupos de investigación para moléculas aisladas de cepas extremófilas).

🧪 Características de las abisilinas:

Estructura: péptidos cíclicos o lineales, a menudo ricos en residuos inusuales (D-aminoácidos, lantionina, etc.).
Actividad: son bactericidas de amplio espectro, incluso contra cepas resistentes como MRSA (Staphylococcus aureus resistente a meticilina).
Estabilidad: funcionan en presión extrema, pH ácido o alcalino, y temperaturas muy bajas, lo que les da una ventaja sobre antibióticos convencionales.

🧬 Aplicación farmacológica:

Desarrollo de antibióticos de nueva generación, especialmente en la lucha contra la resistencia antimicrobiana.
Uso potencial como coadyuvantes inmunomoduladores, al activar respuestas inmunes específicas.
Algunos derivados también han mostrado actividad citotóxica contra células tumorales.

🧫 Proceso de investigación:

Bioprospección: recolección de sedimentos a gran profundidad con sumergibles o sondas.
Aislamiento de cepas bacterianas bajo presión controlada.
Cultivo y fermentación en biorreactores simulando condiciones abisales.
Purificación de compuestos bioactivos mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas.
Pruebas farmacológicas in vitro e in vivo.

🧠 Ejemplo real:

Un equipo del Marine Biotechnology Institute (Japón) logró aislar una cepa de Streptomyces abyssalis que produce un compuesto llamado abyssomicina C, con potente efecto antimicrobiano y actividad inhibidora de la biosíntesis del ácido p-aminobenzoico (clave en bacterias). Este compuesto está en fase preclínica desde hace años.

📚 Referencias clave:

Jang KH, et al. "Abyssomicin C: A novel antibiotic from the deep-sea actinomycete." Org Lett. (2006)
Zhang W et al. "Bioprospecting deep-sea microbial diversity for novel compounds: Challenges and potential." Mar Drugs (2021)

Ejemplo concreto estudiado por la biotecnología marina

🐚 **La esponja abisal Theonella swinhoei y su compuesto bioactivo: la Teopederina

🔬 ¿Qué es Theonella swinhoei?

Es una especie de esponja marina que vive en zonas profundas y oscuras del océano Pacífico, especialmente en ambientes coralinos y abisales del sudeste asiático. Aunque no vive a 10.000 metros, su entorno es extremo en cuanto a presión, aislamiento, y competencia microbiana.

💊 ¿Qué compuesto produce?

La esponja alberga bacterias simbióticas que producen una molécula compleja llamada Teopederina A, un tipo de depsipéptido (mezcla de aminoácidos y ácidos hidroxicarboxílicos).

Propiedades:

Altamente citotóxica contra células cancerosas.
Actúa inhibiendo la síntesis de proteínas en células tumorales.
Es extremadamente potente: actividad observable en dosis nanomolares.
Inspiró el desarrollo de antitumorales sintéticos con estructuras similares.

🧬 Mecanismo de acción:

Se une a los ribosomas eucariotas, bloqueando su función.
Induce apoptosis (muerte celular programada) en tumores de rápido crecimiento.
Similar en su estructura y función a otras moléculas marinas como la micheamicina o la talaromicina.

🧪 Aplicación farmacológica:

Sirve como molécula líder (lead compound) para desarrollar fármacos antitumorales más estables y menos tóxicos.
Ha sido estudiada en modelos preclínicos contra:
- Cáncer de colon
- Cáncer de páncreas
- Melanoma
- Glioblastoma

🧫 Avances actuales:

La empresa japonesa Marine Biotech Co. y varios consorcios internacionales trabajan en su síntesis total en laboratorio, ya que aislarla en cantidades útiles es complejo.
Se están desarrollando análogos sintéticos menos tóxicos, más estables y con mejor biodisponibilidad.

📚 Fuente científica destacada:

Fusetani N., Matsunaga S. “Bioactive marine natural products.” Pure Appl. Chem. (1993)
Schmitz FJ et al. “Structure of theopederin A, a cytotoxic metabolite from Theonella swinhoei.” J. Am. Chem. Soc. (1988)

🌐 Valor biotecnológico:

Este caso demuestra que organismos marinos abisales o de aguas profundas albergan simbiontes microbianos con capacidad farmacológica brutal, comparable a los recursos terrestres o incluso superiores. Muchos no pueden ser cultivados fácilmente, por lo que se está desarrollando ingeniería genética para trasplantar sus genes biosintéticos a bacterias manipuladas en laboratorio.

Esquema visual de cómo se extrae y transforma un compuesto marino como la teopederina en un medicamento

Tanto por ciento de seres vivos a esa profundidad que faltan por descubrir

Se estima que más del 90 % de las especies que habitan las profundidades oceánicas extremas aún no han sido descubiertas. Esta cifra no es exacta, pero es ampliamente aceptada en biología marina y por organizaciones como la NOAA y el Census of Marine Life.

📊 ¿Por qué se estima un porcentaje tan alto?

Exploración extremadamente limitada
- Menos del 5 % del océano profundo ha sido explorado con detalle.
- Solo hay un puñado de sumergibles capaces de llegar a profundidades como las de la fosa de Kamchatka (~10.000 m).
Condiciones difíciles
- La presión es extrema, la temperatura cercana al punto de congelación, no hay luz, y el acceso requiere tecnología costosa y especializada.
Nuevos hallazgos constantes
- En cada misión profunda, se descubren docenas de especies nuevas (moluscos, gusanos, bacterias, etc.), muchas sin clasificación taxonómica definitiva.
Diversidad microbiana abismalmente subestimada
- Las bacterias y arqueas dominan los fondos oceánicos, pero menos del 1 % de las especies microbianas marinas han sido cultivadas en laboratorio.

🧬 Ejemplo:

En 2022, una expedición japonesa a 8.000 metros de profundidad recogió más de 300 organismos distintos, de los cuales al menos 70 eran completamente nuevos para la ciencia, y eso en un solo sitio.

🌍 Proporción general:

Especies marinas descritas (superficie y media profundidad): ~240.000
Estimaciones de especies marinas totales (incluido lo abisal): entre 1 y 2 millones
Por descubrir en zonas abisales: >90 %

España podría tener un submarino que bajará a esa profundidad

🇪🇸 Capacidades actuales de España en exploración submarina

🔧 1. Submarinos militares (S-80 Plus)

Profundidad máxima operativa: entre 300 y 500 metros.
Diseñados para operaciones estratégicas, no científicas.
Son inadecuados para presiones abisales (10.000 m = ~1.000 atmósferas).

🔬 2. ROVs y AUVs (vehículos no tripulados)

España, a través de organismos como el IEO-CSIC (Instituto Español de Oceanografía), PLOCAN (Plataforma Oceánica de Canarias), y centros universitarios, posee vehículos submarinos no tripulados (ROVs y AUVs) que pueden llegar a varios miles de metros de profundidad, pero no a las zonas hadales (>6.000 m).
Ejemplo: algunos equipos llegan a ~2.000-3.000 m, útiles para investigar la dorsal mesoatlántica o cañones submarinos.

🧨 ¿Por qué no tenemos vehículos para 10.000 m?

El diseño de sumergibles de ultra profundidad es extremadamente complejo y costoso.
Solo unos pocos países tienen la tecnología de materiales, presión y sellado necesarios: EE.UU., China, Japón y Rusia.
El casco debe soportar presiones equivalentes a 1000 kg por cm².
Además, se necesita instrumentación compacta que funcione en condiciones sin luz, con temperaturas cercanas a 0 °C, y sin error en comunicaciones o propulsión.

🛠️ ¿Podría España desarrollar uno?

Sí, pero requeriría una inversión conjunta de defensa, ciencia y tecnología.

Pasos viables:

Cooperación internacional (UE, ESA, OTAN, etc.)
Desarrollo nacional de un sumergible no tripulado hadal (AUV/ROV clase >10.000 m)
Aplicaciones: bioprospección, minería submarina, arqueología abisal, ciencia fundamental, vigilancia estratégica

🌊 Ejemplo de posible hoja de ruta española:

Etapa	Acción	Institución posible
Fase 1	Diseño conceptual	INTA + CSIC
Fase 2	Prototipo AUV de 6.000 m	PLOCAN + industria naval
Fase 3	Sumergible no tripulado hadal (>10.000 m)	Colaboración con UE o Japón
Fase 4	Plataforma tripulada	Solo con alianza estratégica internacional

Diseño conceptual de un AUV español con capacidad hadal

🇪🇸 Proyecto: AUV HADALIS-E

(HAdal Autonomous Deep-sea Advanced Long-range Intelligent System – España)

🧭 1. Misión principal

Exploración y mapeo de zonas hadales (6.000–11.000 m) como la fosa de Kamchatka, la fosa de Puerto Rico o la fosa de las Marianas.
Recolección de muestras biológicas, geológicas y microbiológicas.
Investigación farmacológica y biodiversidad extrema.
Vigilancia estratégica de cables submarinos, sismografía y corrientes tectónicas.

🛠️ 2. Diseño técnico (visión conceptual)

Elemento	Especificación
Longitud total	6–8 m
Diámetro	1,2 m
Material del casco	Aleación de titanio + estructura interna de cerámica polimérica avanzada
Casco de presión interna	Esférico (nódulos internos para componentes sensibles)
Profundidad máxima	11.000 metros
Sistema de propulsión	Motores eléctricos sin escobillas, propulsión vectorial tipo “quiet jet”
Autonomía	Hasta 72 h operativas
Velocidad de crucero	1,5 nudos
Comunicación	Acústica + capacidad de transmisión satelital al emerger
Sensores	Multihaz, cámara óptica HD, cámara infrarroja, LIDAR submarino, sensores químicos y microbiológicos
Módulo de recolección	Brazo robótico extensible con pinzas, tubos de vacío y almacenamiento en cápsulas presurizadas
IA a bordo	Sistema de navegación autónoma con aprendizaje automático adaptativo en entorno extremo

🧬 3. Carga científica

Cámaras criogénicas para microorganismos y compuestos bioactivos.
Laboratorio interno de análisis básico (pH, ADN ambiental, fluorescencia).
Módulo para marcaje y liberación de sensores de fondo (mini-RFIDs o sísmicos).

🌐 4. Infraestructura de apoyo

Buque nodriza científico militar o civil con:
- Grúa dinámica para recuperación
- Contenedor hiperbárico para muestras
- Plataforma de control remoto y procesamiento preliminar de datos

🧩 5. Posibles socios

CSIC, INTA, PLOCAN, Universidades marítimas
Colaboración con IFREMER (Francia), GEOMAR (Alemania) o JAMSTEC (Japón)
Empresas como Navantia, Tecnobit, SENER o Indra en software, propulsión y electrónica

💶 6. Coste estimado

Fase	Coste estimado
Diseño e ingeniería	10–12 M €
Prototipo funcional	25–30 M €
Producción en serie	20 M € por unidad (si hay escalado)
Buque de apoyo	Desde 50 M € (opcional, según capacidades existentes)

🧠 Extras opcionales:

Sistema de autoafloramiento de emergencia.
Módulo de acoplamiento con cápsula de emergencia (podría eyectar muestras hacia la superficie en caso de fallo).
Diseño estandarizado para lanzarse desde submarinos o drones navales de superficie.