Secretos microbianos del océano: cómo las zonas anaeróbicas controlan las emisiones del potente gas de efecto invernadero N₂O

En las profundidades oceánicas, en aquellas regiones carentes de oxígeno, se desarrolla un complejo proceso bioquímico que resulta fundamental para mantener el equilibrio climático del planeta. Una investigación liderada por Xin Sun, de la Universidad de Pensilvania, ha revelado que los microorganismos marinos presentes en estas condiciones anaeróbicas transforman activamente los nutrientes en óxido nitroso (N₂O). Este gas es un agente de efecto invernadero extremadamente potente, con una capacidad de retención de calor aproximadamente 300 veces superior a la del dióxido de carbono (CO₂), además de contribuir significativamente al deterioro de la capa de ozono.

Los hallazgos, obtenidos tras una observación de seis semanas llevada a cabo en el Pacífico Norte Tropical Oriental y publicados en la revista Nature Communications en 2025, han reorientado el enfoque científico. Anteriormente centrado en las reacciones puramente químicas, ahora la atención se dirige a la dinámica de las comunidades microbianas. Los científicos determinaron que la principal fuerza impulsora detrás de la generación de N₂O no son solo los factores químicos, sino la intensa competencia que se establece entre los diversos grupos de microbios. Incluso las variaciones más leves en la disponibilidad de oxígeno o de nutrientes pueden desencadenar picos abruptos en la emisión de este gas de efecto invernadero.

Para ilustrar la complejidad de estos mecanismos, Xin Sun recurrió a una analogía muy gráfica que compara los procesos con dos tipos de establecimientos de comida. La ruta de reducción de nitrato (Nitrate Reduction Pathway) se asemeja a una panadería completa, que opera con mayor eficiencia cuando los nitratos son abundantes. Por otro lado, la ruta de reducción de nitrito (Nitrite Reduction Pathway) funciona como una tienda especializada, cuya actividad depende de los nitritos —menos frecuentes en el medio marino— que “floten” accidentalmente cerca. Esta comparación subraya la dependencia directa que tiene la emisión de N₂O de la presencia de sus componentes iniciales.

El estudio también arrojó luz sobre un hecho inesperado: el simple aumento de los niveles de oxígeno no logra “desconectar” la producción de N₂O. Al contrario, la oxigenación provoca un cambio en las poblaciones microbianas dominantes, que inmediatamente toman el relevo en el proceso de generación del gas. Como señaló Sun, el oxígeno modifica quién está “al mando”. De manera aún más sorprendente, la adición de un exceso de nutrientes al sistema logró casi suprimir por completo la liberación del gas, desplazando a los principales microbios productores de N₂O. Este delicado baile microbiano-ecológico se revela como la clave para la regulación de las emisiones.

Comprender estas intrincadas interacciones es de vital importancia para el desarrollo de modelos climáticos precisos. El óxido nitroso, que permanece en la atmósfera durante 114 años, figura entre los tres principales gases de efecto invernadero de origen antropogénico. Su concentración ya ha experimentado un aumento del 22% respecto a los niveles preindustriales. La expansión de las zonas anóxicas en el océano, impulsada por la interacción entre corrientes y bacterias, no solo amenaza los ecosistemas marinos, sino que también reduce la capacidad del océano para absorber CO₂, exacerbando el calentamiento global. Integrar estas dinámicas microbianas en los modelos permitirá predecir con mayor exactitud cómo la actividad humana impacta incluso en los rincones más remotos del planeta.