Una expedición internacional realiza nuevos descubrimientos a 3.000 metros de profundidad en el Pacífico costarricense
UCR/DICYT No pensaban que encontrarían tanta diversidad, rareza y abundancia de organismos marinos en el fondo del océano. Cuentan que exploraron lugares desconocidos, que son el hogar de criaderos de pulpos, esponjas, octocorales, pulpos Dumbo, peces trípode, estrellas, corales negros y muchos animales que duran cientos de años para crecer. Así lo describe el equipo científico de la Universidad de Costa Rica (UCR) participante en la expedición a los montes submarinos del océano Pacífico, frente a las costas de Puntarenas. Estos ecosistemas albergan comunidades biológicas muy diversas, tanto en el lecho marino como en las aguas circundantes.
La expedición se llevó a cabo a bordo del Falkor (too), un moderno buque de exploración oceanográfica propiedad del instituto estadounidense Schmidt Ocean Institute. Esta aventura llevó, por más de tres semanas, en el mes de junio, a develar secretos del océano a más de 3 000 metros de profundidad, un área poco conocida que forma parte de nuestro territorio. “Nosotros creemos que aquí existe una biodiversidad única y gran abundancia de vida”, expresa Beth Orcutt, investigadora del Bigelow Laboratory for Ocean Sciences y cojefa científica de la expedición.
Participaron científicas, en su mayoría mujeres, y algunos científicos, de distintas disciplinas, nacionalidades y procedencias. En el equipo había especialistas en biología, geología, física y microbiología de varias universidades y centros de investigación de Estados Unidos y Canadá. Por Costa Rica, formaron parte la Universidad de Costa Rica (UCR) y la Universidad Nacional (UNA).
“Esta expedición ha sido excepcional, ya que desde el inicio se estableció un vínculo de colaboración cercano entre los científicos extranjeros y los nacionales, siendo coliderada por una investigadora y un investigador costarricense”, comenta la Dra. Celeste Sánchez Noguera, del Centro de Investigación en Ciencias del Mar y Limnología (Cimar), de la UCR.
Además, la investigadora destaca que el 50 % del equipo estuvo conformado por científicos nacionales, quienes tuvieron la oportunidad de participar activamente durante la definición de objetivos de investigación y el proceso de planificación. “Eso fue sumamente importante, ya que nos permitió tener un aporte real desde el punto de vista científico, e ir más allá de recolectar muestras de oportunidad”, puntualiza. La participación de mujeres en expediciones oceanográficas ha sido muy reducida a lo largo de la historia. Incluso se sabe que hasta 1940 existía la creencia entre los marineros que llevar a una mujer a bordo era de mala suerte.
Esta expedición logró romper con esos esquemas —considera Sánchez— al estar coliderada por una mujer (Dra. Beth Orcutt) y contar con un equipo científico compuesto en su mayoría por mujeres (12 mujeres de un total de 18 científicos). “Como científica joven, es muy gratificante y alentador saber que se están logrando estos cambios en el mundo de la ciencia y tener la oportunidad de ser parte de ese proceso. Además, el estilo de liderazgo de Beth es muy inspirador, así que ella se suma a mi lista de personas modelo a seguir", manifiesta la investigadora. La expedición incluyó también a dos artistas, uno de ellos el pintor Carlos Hiller, en representación de nuestro país, cuyo trabajo se inspira en la naturaleza.
Pulpos
El objetivo del equipo investigador era explorar el Dorado, un área de antiguos volcanes submarinos que había sido visitada en el 2014 y que, en ese momento, dejó una serie de interrogantes sobre la congregación de cientos de pulpos en un pequeño espacio. De ahí el nombre que recibió la expedición: La odisea de los pulpos (The Octopus Odyssey Expedition).
Asimismo, se proponía realizar muestreos de otros tipos de fauna típica de los montes submarinos, como corales, esponjas y equinodermos; de sedimentos; rocas; así como de los microbios y su relación con los animales en esa zona del mar profundo. El Dr. Jorge Cortés Núñez, profesor emérito de la UCR y cojefe científico de la expedición, recuerda que hace unos diez años se había hecho una expedición al mismo lugar, en la cual se observó un fenómeno poco común.
Este consistía en la incubación de pulpos en un área donde hay emisiones de agua más caliente, producto de su recorrido en el interior de la corteza, y encuentra salida en zonas de descarga en afloramientos rocosos pequeños, como el Dorado. A esa profundidad (3 000 metros), el agua normalmente tiene una temperatura de 2 Co y en ese lugar está entre 8 Co y 12 Co. Los científicos intentaban entender si el Dorado atraía a los pulpos y si las hembras llegaban allí a poner sus huevos. Una hembra puede poner hasta 180 000 huevos en solo dos semanas y estos duran hasta cinco años en eclosionar.
Durante la primera inmersión de la expedición Octopus Odyssey, el equipo científico, incluida Janet Voight, la experta mundial en pulpos, detectó gran cantidad de bebés y observó la eclosión de los huevos. En ese momento hubo toda una celebración y se escucharon voces de júbilo dentro del Falkor (too). “Fue impactante ver a los pulpitos salir. Es una experiencia única y tuvimos mucha suerte de estar en el momento y en el lugar exacto. Por eso hubo tanta celebración”, comenta Cortés todavía emocionado. Se sabe que los pulpos generalmente son criaturas solitarias, pero hay algunas especies que no siguen esta regla y en ciertas situaciones las hembras se agrupan para proteger a sus huevos hasta que eclosionen.
Hasta el momento, indica Cortés, solo se conocen dos sitios en el mundo en donde se observa esta peculiaridad. Uno en Bahía de Monterrey, en California, y el otro en el Pacífico costarricense. Hay interés científico de determinar el comportamiento de estos animales para entender la relación entre ellos y los microbios presentes en dichos montes submarinos. “Los pulpos son animales extraordinarios, muy inteligentes y tienen unas estrategias evolutivas impresionantes. Cuando la hembra pone los huevos, se queda allí cuidándolos hasta que eclosionan y luego muere, porque deja de alimentarse”, agrega Cortés. Estas increíbles criaturas serán objeto de estudio en la UCR. La estudiante de posgrado, Fiorela Vásquez, comenzará a investigarlas con la asesoría de Voight, quien vendrá en diciembre próximo al país para efectuar la tercera expedición al mismo lugar donde encontraron la incubadora de pulpos.
“Nos va a tomar años analizar todas las muestras que recogimos”, revela Cortés. Por eso, uno de los mayores aciertos de esta expedición es que, por primera vez, se logró que las muestras de animales, sedimentos y rocas extraídas del fondo marino fueran traídas a suelo nacional. Ahora, este material es custodiado por el Museo de Zoología de la UCR y estará disponible para científicos de todo el mundo, pero serán los investigadores costarricenses los primeros en estudiarlas.
En ocasiones anteriores, las muestras acababan en los laboratorios de investigación en el extranjero y solo se conocían los resultados mediante las publicaciones en las revistas científicas. El trabajo de exploración en el fondo marino se logró hacer gracias a que el Falkor (too) está equipado con moderna tecnología de investigación científica y de comunicación. La más importante es un enorme robot con un peso de 3 200 kilos, que toma muestras y datos a una profundidad de hasta 4 500 metros.
Este robot se maneja desde un cuarto de control con pantallas por doquier, en donde se observa en todas las direcciones. Hay una persona científica que dirige el muestro, junto a dos pilotos: uno que controla el vehículo y otro que maneja los brazos del robot, los succionadores, mueve termómetros y activa diversos dispositivos.
Además, la inmersión es transmitida en tiempo real a través de la plataforma de Facebook y de la página web del Instituto Schmidt. Esta divulgación científica, en inglés y en español, fue diseñada para crear conciencia entre las audiencias de todo el mundo, en especial de América Latina y de Costa Rica, sobre los problemas de conservación de las aguas profundas del océano. El barco posee además dos laboratorios a bordo: uno de muestras húmedas y otro para muestras secas.
Nuevas especies
El grupo científico de la UCR está convencido de que entre las muestras recolectadas de diversos especímenes marinos hay novedades para la ciencia. “Creo que estas muestras que tengo aquí para estudiarlas son de una especie nueva”, asegura la Dra. Odalisca Breedy Shadid, especialista en octocorales del Cimar y del Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas (Ciemic).
Los octocorales son organismos que, a diferencia de los corales que conocemos, no forman arrecifes; además, están constituidos por pólipos y cada uno de estos por ocho tentáculos. Desde el primer acercamiento a las profundidades marinas, en el 2017, a bordo del barco Atlantis, a Breedy la impresionó mucho la fauna profunda, porque es muy diferente a la que hay en la parte superficial. Para ella ha sido muy emocionante ver en estos ambientes octocorales que solo había conocido en publicaciones o en fotografías de submarinos.
Las especies que habitan en la parte profunda son de diferentes géneros y familias, además de que tienen adaptaciones distintas a un ambiente sometido a menos cambios hasta el momento. “Son corales que llegan a crecer mucho, hay algunos que miden hasta tres metros y medio de alto y tres metros de ancho”, detalla la científica.
Los pocos estudios existentes al respecto indican que el crecimiento de estos animales es muy lento, ronda los ocho a 10 milímetros al año. Se desconoce también cuántos años viven, ya que para calcular la edad habría que extraer un octocoral completo y los científicos tratan de causar el menor daño posible. Si bien los octocorales no son tan abundantes en el fondo marino, su importancia ecológica es fundamental en esos ecosistemas para la supervivencia de muchos otros organismos. Por ejemplo, en los octocorales ramificados (especie de árboles) se encuentran estrellas de mar, crinoideos (equinodermos) y zooántidos.
Para describir una especie nueva se requiere un proceso largo, que puede tomar años. Primero, hay que conocer muy bien al grupo y haber hecho una revisión taxonómica completa de este. Esto incluye analizar el material tipo (los especímenes originales con los que se describieron especies parecidas), para asegurarse de que lo que se tiene en la mano no ha sido descrito antes. “Se cometen muchos errores, porque muchas veces se describe una especie que ya existe”, asegura Breedy, quien ha descrito 43 especies nuevas de aguas someras y tres de aguas profundas. También se hacen estudios genéticos, aunque según la bióloga marina, aún no es suficiente un análisis molecular para identificar a una especie, por eso es necesario integrar la parte molecular con la morfológica.
Lectura geológica
El estudio geológico del fondo oceánico fue otra de las áreas de interés de una investigadora de la UCR participante en la expedición. En esta ocasión, se tomaron muestras del sedimento de la parte superficial del lecho marino, a un máximo de 20 centímetros desde la superficie hacia abajo, a diferencia de otras expediciones anteriores, en las que se han extraído muestras de sedimentos mediante perforaciones, desde el tope hasta la base.
La zona explorada posee interés geológico porque está ubicada en el norte del Pacífico costarricense, proveniente de la Dorsal del Pacífico Oriental (cordillera submarina). La especialista en micropaleontología de la Escuela Centroamericana de Geología, María Isabel Sandoval Gutiérrez, explica que estos estudios del sedimento cuentan “una historia geológica sobre los cambios y los aportes mineralógicos y de nutrientes a través del tiempo”.
En cada muestra se conserva la estratigrafía para posteriormente examinar cada centímetro de sedimento. Un centímetro de sedimento puede registrar desde 600 años hasta un millón de años. “Necesitamos entender qué ha pasado en el fondo oceánico en el tiempo registrado, conocer las tazas de sedimentación y cuál ha sido el aporte continental al fondo oceánico; es decir, qué llega de los ríos, si el sedimento es más arenoso, de dónde proviene esa arena”, subraya Sandoval.
La geóloga lidera investigaciones en dicha Escuela sobre los sedimentos, en las que se caracterizan y analizan sus propiedades físicas, geoquímicas y los esqueletos de organismos silíceos (como radiolarios y foraminíferos), que viven en el sedimento o en el agua y son de tamaño microscópico. Estos sirven de herramienta para los estudios paleoambientales y oceanográficos.
Para Sandoval, su experiencia en este viaje fue de asombro y descubrimiento: “Para mí fue muy interesante porque conocí el fondo oceánico, vi cosas que nunca había visto, como escarpes (especie de acantilados) de hasta diez metros. Nos toca ahora seguir trabajando mucho, porque estos estudios nos van a llevar a algunos descubrimientos sobre geología estructural, estabilidad geológica del sistema y tectónica asociada”, concluye.