¿Cómo es la vida en las grandes profundidades?

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Se dice a menudo que conocemos más de la superficie de la Luna que de las profundidades oceánicas. El punto más profundo conocido de la corteza terrestre es la fosa de las Marianas, localizada en el Océano Pacífico y con una profundidad máxima de 10.984 metros. Fue descendida por primera vez el 23 de enero de 1960, por Don Walsh y Jacques Piccard a bordo del batiscafo Trieste.

Allí, en lo más profundo del abismo Challenger, miles de metros bajo el alcance de la luz del sol, observaron el exterior desde una ventana reforzada situada bajo el batiscafo y contemplaron atónitos cómo extraños seres vivos se desplazaban por el fondo oceánico. Ciertamente, no es algo que uno pueda encontrar en la superficie de la Luna.

El abismo

Se denomina zona abisal a aquella porción de la columna de agua situada por debajo de los 4.000 metros de profundidad. Esta región ocupa un 70% de la superficie oceánica total. Por debajo de la zona abisal se encuentra la zona hadal (palabra francesa que significa “lugar de la muerte”, haciendo referencia al inframundo de la mitología griega, el hades).

La zona hadal corresponde a las partes más profundas del océano, las fosas marinas o fosas oceánicas, situadas por debajo de los 6.000 metros de profundidad. Apenas un 2% de la superficie marina corresponde a esta región.

Imagen 1. La bioluminiscencia es común en algunos organismos marinos, como las medusas. 

Las condiciones ambientales de las grandes profundidades

Las condiciones ambientales que existen en las profundidades oceánicas son muy diferentes a las que hay en cualquier otro punto del planeta.

La oscuridad

La característica que primero nos salta a la mente es la ausencia de luz solar. Debido a las propiedades físicas de la luz, esta tiene una capacidad de penetración limitada en el agua. La luz de color rojo desaparece a poca profundidad, mientras que la luz azul es la que puede desplazarse a mayor distancia bajo el agua.

La turbidez también afecta a la cantidad de luz que puede llegar a ciertas profundidades. Sin embargo, se considera que a partir de 200m de profundidad la luz solar es inexistente. Este es el límite que divide la zona fótica (aquella a donde llega la luz solar) de la zona afótica (aquella que se sitúa por debajo). En la zona afótica, las únicas fuentes de luz son los propios organismos que la generan.

El frío y la presión

Otra característica es la gelidez del agua, pues se encuentra a una temperatura de unos 4°C. Además, la presión aumenta a medida que se desciende en la columna de agua, debido al peso del agua situada encima. La presión aumenta de forma constante a razón de una atmósfera por cada 10 metros que se descienden, alcanzando las 1.000 atmósferas en lo más profundo de la fosa de las Marianas. Aun así, tal como descubrieron Walsh y Piccard, la vida es capaz de adaptarse a esas condiciones extremas.

La falta de oxígeno

Existe otro factor que condiciona en gran medida la vida de los organismos en la zona abisal, y es la escasez de oxígeno disuelto en el agua. Puede parecer algo sorprendente, teniendo en cuenta que los mares más fríos contienen mayor concentración de oxígeno (la solubilidad de los gases en el agua es inversamente proporcional a la temperatura) y que el agua en la zona abisal tiene una temperatura gélida.

Sin embargo, debemos tener en cuenta que la principal fuente de oxígeno en el agua marina es la atmósfera. A pesar de que las algas producen oxígeno gracias a la fotosíntesis, este tiene una solubilidad pobre en el agua (todo lo contrario al CO2), por lo que escapa a la atmósfera. Por lo tanto, el oxígeno del agua de mar procede de la atmósfera, y se va disolviendo progresivamente hacia aguas más profundas. Pero parte de ese oxígeno se gasta en la respiración de los organismos que viven en aguas superficiales, por lo que la cantidad que llega a la zona abisal es escasa.

Adaptaciones de la vida a las profundidades oceánicas

El alimento en la zona abisal es escaso. En casi cualquier ecosistema, la base de la cadena alimenticia son los productores primarios, las plantas, que producen los nutrientes que sirven de alimento al resto de organismos. Sin embargo, en ausencia de luz no puede existir la vida vegetal.

Adaptación a la escasez de alimento

Gran parte del alimento de la zona abisal procede de las zonas superiores, desde donde cae en forma de materia muerta. Parte de esta materia orgánica es la denominada nieve marina, pequeñas partículas que tienen un aspecto blanquecino cuando son iluminadas por la luz de un batiscafo, de ahí su nombre. La nieve marina desciende de forma lenta, con una velocidad de unos 20 metros al día, puede tardar semanas en alcanzar el lecho marino. En el proceso es parcialmente digerida por microorganismos.

Debido a la escasez de alimento, dos adaptaciones de la fauna abisal son poseer mandíbulas grandes y estómagos flexibles, para no desaprovechar cualquier presa que esté al alcance del depredador, aunque esta tenga un tamaño mayor.

Adaptación a la falta de oxígeno

Debido a la baja temperatura del agua y a la falta de oxígeno, la fauna abisal tiene un metabolismo ralentizado, se dan notables casos de gigantismo en algunas especies y la técnica habitual de captura de presas se basa en el acecho y la atracción de presas más que en la persecución.

Otra estrategia de supervivencia en ambientes pobres en oxígeno es la alta concentración de hemoglobina en la sangre, que se encarga de su transporte, para asegurar que este llegue a todos los tejidos. Los cuerpos de los animales abisales pueden ser de color negro, rojo (refleja mal la luz a grandes profundidades) o ser transparentes, todo ello como parte de estrategias para pasar desapercibidos. 

Adaptación a la falta de luz: la bioluminiscencia

Como ya se ha mencionado, existen organismos capaces de generar luz, la llamada bioluminiscencia.  Esta luz puede ser empleada para reconocer a organismos de la propia especie, para atraer a presas o como una forma de camuflaje en algunos depredadores, al difuminar la silueta del pez depredador. Existen, en términos generales, tres tipos de bioluminiscencia: difusa, localizada o producida por órganos especializados.

La bioluminiscencia difusa está producida por organismos unicelulares, que pueden ser de vida libre o estar asociados a otros organismos, como por ejemplo algunas pulgas de mar (anfípodos) que presentarán en su cuerpo puntos que emiten luz.

La bioluminiscencia localizada es similar a la anterior, en tanto que es producida por microorganismos asociados, pero estos se encuentran en partes localizadas del cuerpo del animal huésped.

Finalmente, la bioluminiscencia mediante órganos especializados es la que producen algunos peces o moluscos en órganos específicos para atraer a sus presas. La bioluminiscencia se produce por unas moléculas llamadas luciferinas, que reaccionan en presencia de oxígeno liberando energía en forma de luz. Las enzimas que catalizan este proceso se denominan luciferasas.

Los ojos de los peces abisales suelen ser sensibles a la luz azul, ya que es la que se desplaza mayor distancia a través del agua, y la bioluminiscencia suele ser también de este color, aunque si está orientada a reconocer a organismos de la propia especie puede consistir en la emisión de luz roja. Un caso conocido y espectacular de bioluminiscencia es la producida por algunos protozoos dinoflagelados que viven en zonas costeras, y que iluminan de color azul el agua de algunas playas.

Un uso común de la bioluminiscencia, como se ha comentado, es la atracción de presas. Esta es la estrategia del calamar vampiro, Vampyroteuthis infernalis, que tiene repartidos por su cuerpo pequeños órganos generadores de luz, denominados fotóforos. Este calamar no posee tinta negra, pues no le serviría de nada en las profundidades abisales. En lugar de ello, puede expulsar una nube de moco pegajoso y luminoso para confundir a los depredadores

El rape común, Lophius piscatorius, tiene algunas características propias de las especies abisales a pesar de no serlo. Su nombre común en inglés es angler, que significa pescador de caña. El ejemplo del rape es muy ilustrativo, a pesar de no ser una especie abisal, por ser un pez que se puede encontrar habitualmente en pescaderías.

Los rapes habitan en profundidades de entre 200 y 1.000 metros, en la zona afótica, pero no en la zona abisal. Este pez vive pegado al lecho marino, pudiendo enterrarse en los sedimentos, dejando al descubierto únicamente su cabeza. Posee una boca grande y entre los ojos dispone de un órgano alargado rematado en un bulto. Se trata de un órgano bioluminiscente especializado, con el cual el pez puede emitir luz a voluntad y así atraer presas directamente hacia su boca. Además, la luz impide a las incautas presas poder ver al pez que se encuentra detrás.

Existen numerosas especies de peces abisales que siguen una estrategia parecida, pero estos permanecen flotando en el agua en lugar de reposar en el fondo.

Los rapes pertenecen al orden Lophiiformes, peces que disponen de una gran boca y poseen órganos bioluminiscentes. Otro pez de este orden es el diablo negro o rape abisalMelanocetus johnsonii, tal vez el pez abisal mejor conocido y más representativo.

Una característica relacionada con la reproducción de estos peces, aunque no es exclusiva de ellos, es que los machos tienen un tamaño mucho menor que las hembras, y para reproducirse el macho puede pegar su cuerpo al de la hembra, que absorbe el cuerpo del macho y fusiona sus sistemas circulatorios. De esta forma, una hembra puede tener uno o varios machos pegados a su cuerpo con los que podrá reproducirse. Esto soluciona el problema del emparejamiento a grandes profundidades en medio de la oscuridad.

Melanocetus johnsonii, By Ryan Somma – Flickr, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9867957

Adaptaciones a la presión

En cuanto a las adaptaciones a la presión, conllevan una serie de modificaciones bioquímicas y fisiológicas en los animales. Estos tienen huesos pequeños y carecen de órganos como la vejiga natatoria, que podría comprimirse y causar un daño fatal al animal.

La membrana celular y el hígado de los peces abisales contienen una proporción alta de lípidos de poca densidad, que confieren alta fluidez y evitan sufrir los efectos de la presión sobre estas estructuras. Se trata de la misma adaptación que tiene los animales que viven en climas fríos, y se estima que este tipo de modificaciones a vivir en condiciones de alta presión es equivalente a la necesaria para sobrevivir a temperaturas de -20°C.

Las medusas tienen menos problemas para resistir las altas presiones, pues sus cuerpos no poseen estructuras rígidas y están llenos en gran medida de agua marina, de forma que la presión interna es similar a la externa.

Fuentes

  1. Drazen JC, Sutton TT (2017). Dining in the Deep: The Feeding Ecology of Deep-Sea Fishes. Annual Review of Marine Science. 9 (1): 337–366.
  2. Séverine M, Steven HDH (2017). Quantification of bioluminescence from the surface to the deep sea demonstrates its predominance as an ecological trait. Scientific Reports. ISSN 2045-2322. doi:10.1038/srep45750
  3. Kuhan C, EiIchi I, Takeo K, Yumiko O, Kensei K (2013). Survivability and Abiotic Reactions of Selected Amino Acids in Different Hydrothermal System Simulators. Origins of Life and Biosphere. 43 (2): 99–108. doi:10.1007/s11084-013-9330-9
  4. Meredith JL (1981). Riftia pachyptila, new genus, new species, the vestimentiferan worm from the Galápagos Rift geothermal vents (Pogonophora). Proceedings of the Biological Society of Washington. 93(4): 1295-1313.

Rubén Portela
Biólogo, doctorado en ecología por la Universidad de A Coruña. Apasionado por la ciencia y enamorado desde la infancia de la naturaleza y los animales, especialmente la biología marina y los insectos.