16.3E: Ecosistemas de filtración fría

Una filtración fría es un área del fondo oceánico donde se produce la filtración de sulfuro de hidrógeno, metano y otros fluidos ricos en hidrocarburos.

Objetivos de aprendizaje

• Esbozar los organismos que viven en ecosistemas de filtración fría

Puntos Clave

• Las filtraciones frías desarrollan topografía única con el tiempo, donde las reacciones entre el metano y el agua de mar crean formaciones rocosas carbonatadas y arrecifes.
• Los tipos de filtraciones frías se pueden distinguir según la profundidad, como filtraciones frías poco profundas y filtraciones frías profundas.
• Los organismos que viven en filtraciones frías se conocen como extremófilos.

Términos Clave

• filtración fría: Una filtración fría (a veces llamada ventilación fría) es un área del fondo oceánico donde se produce la filtración de sulfuro de hidrógeno, metano y otros fluidos ricos en hidrocarburos, a menudo en forma de charco de salmuera. “Frío” no significa que la temperatura de filtración sea inferior a la del agua de mar circundante. En realidad, su temperatura suele ser ligeramente superior.
• topografía: Una representación gráfica detallada de las características superficiales de un lugar u objeto.
• extremófilos: Un extremófilo (del latín extremus, que significa “extremo”, y el griego philiā (φ), que significa “amor”) es un organismo que prospera en condiciones físicas o geoquímicamente extremas que son perjudiciales para la mayoría de la vida en la tierra.

Una filtración fría (a veces llamada ventilación fría) es un área del fondo oceánico donde se produce la filtración de sulfuro de hidrógeno, metano y otros fluidos ricos en hidrocarburos, a menudo en forma de charco de salmuera. “Frío” no significa que la temperatura de filtración sea inferior a la del agua de mar circundante. En realidad, su temperatura suele ser ligeramente superior. Las filtraciones frías constituyen un bioma que soporta varias especies endémicas.

Las filtraciones frías desarrollan topografía única con el tiempo, donde las reacciones entre el metano y el agua de mar crean formaciones rocosas carbonatadas y arrecifes. Estas reacciones también pueden depender de la actividad bacteriana. La ikaita, un carbonato de calcio hidratado, puede asociarse con la oxidación de metano en filtraciones frías.

Los tipos de filtraciones frías se pueden distinguir según la profundidad, como filtraciones frías poco profundas y filtraciones frías profundas. Las filtraciones frías también se pueden distinguir en detalle, de la siguiente manera: filtraciones de petróleo/gas, filtraciones de gas, filtraciones de metano, filtraciones de hidrato de gas, filtraciones de salmuera, están formando albercas de salmuera, marcas de viruela y volcanes de lodo.

Los organismos que viven en filtraciones frías se conocen como extremófilos. La investigación biológica en filtraciones frías y respiraderos hidrotermales se ha centrado principalmente en la microbiología y los macroinvertebrados quimiosintéticos prominentes. Se han realizado muchas menos investigaciones sobre la fracción bentónica más pequeña del tamaño de la meiofauna (<1 mm).

El cambio ordenado de la composición comunitaria de un conjunto de especies a otro se denomina sucesión ecológica. El primer tipo de organismo que aprovecha esta fuente de energía de aguas profundas son las bacterias. Al agregarse en esteras bacterianas en filtraciones frías, estas bacterias metabolizan el metano y el sulfuro de hidrógeno (otro gas que emerge de las filtraciones) para obtener energía. Este proceso de obtención de energía a partir de productos químicos se conoce como quimiosíntesis.

Figura: Un tapete bacteriano Beggiatoa en Blake Ridge: Beggiatoa spp. tapete bacteriano en una filtración en Blake Ridge, frente a la costa de Carolina del Sur. Los puntos rojos son rayos láser de búsqueda de rango. Los beggiatoa son capaces de desintoxicar el sulfuro de hidrógeno en el suelo.

Durante esta etapa inicial, cuando el metano es relativamente abundante, también se forman densos lechos de mejillones cerca de la filtración fría. En su mayoría compuestos por especies del género Bathymodiolus, estos mejillones no consumen alimentos directamente. En cambio, se nutren de bacterias simbióticas que también producen energía a partir del metano, similar a sus familiares que forman colchonetas. Los bivalvos quimiosintéticos son constituyentes prominentes de la fauna de las filtraciones frías y están representados en ese entorno por cinco familias: Solemyidae, Lucinidae, Vesicomyidae, Thyasiridae y Mytilidae.

Esta actividad microbiana produce carbonato de calcio (CaCO3), el cual se deposita sobre el fondo marino y forma una capa de roca. Durante un periodo de hasta varias décadas, estas formaciones rocosas atraen a los gusanos tubo siboglínidos, que se asientan y crecen junto con los mejillones. Al igual que los mejillones, los gusanos tubo dependen de bacterias quimiosintéticas (en este caso, un tipo que necesita sulfuro de hidrógeno en lugar de metano) para su supervivencia. Fiel a cualquier relación simbiótica, un gusano tubo también proporciona sus bacterias al apropiarse de sulfuro de hidrógeno del medio ambiente. El sulfuro no solo proviene del agua, sino que también se extrae del sedimento a través de un extenso sistema de “raíces” que establece un “arbusto” de gusano de tubo en el sustrato duro de carbonato. Un arbusto de gusano tubo puede contener cientos de gusanos individuales, que pueden crecer un metro o más por encima del sedimento.

Las filtraciones frías no duran indefinidamente. A medida que la tasa de filtración de gas disminuye lentamente, los mejillones hambrientos de metano de vida más corta (o más precisamente, sus simbiontes bacterianos hambrientos de metano) comienzan a morir. En esta etapa, los gusanos tubo se convierten en el organismo dominante en una comunidad filtrante. Mientras haya algo de sulfuro en el sedimento, los gusanos de tubo de extracción de sulfuro pueden persistir. Se ha estimado que individuos de una especie de gusano tubo Lamellibrachia luymesi viven más de 250 años en tales condiciones.