Lo que nos dice el ADN del pulpo sobre el colapso de la capa de hielo de la Antártida

Si queremos comprender el futuro, suele ser útil mirar al pasado. Y aún más útil si usas el ADN del pulpo para observar mundos desaparecidos hace mucho tiempo.

Hace unos 125.000 años, la Tierra se encontraba en su último período cálido entre edades de hielo. Las temperaturas medias globales durante este período interglacial fueron entre 0,5 y 1,5 °C más cálidas que los niveles preindustriales.

Esto tiene fuertes paralelos con nuestro tiempo. Durante un tercio de 2023, la temperatura de la Tierra ha sido 1,5°C más cálida que la era preindustrial, impulsada por el cambio climático.

Durante casi 50 años, los científicos físicos han buscado la respuesta a si la vasta capa de hielo de la Antártida occidental colapsó o no la última vez que las temperaturas globales fueron tan altas. En lugar de depender únicamente del muestreo geológico, recurrimos al ADN de un pequeño pulpo antártico en busca de pistas sobre el pasado profundo.

El ADN tenía una respuesta. Nuestra nueva investigación muestra que sí, lo más probable es que colapsara.

La capa de hielo de la Antártida occidental es muy susceptible al calentamiento. Si se derrite, tendrá suficiente agua para elevar el nivel global del mar entre 3,3 y 5 metros.

De pulpos y capas de hielo gigantes

Los registros de sedimentos y otros núcleos de hielo nos muestran que la capa de hielo se retiró en algún momento durante el último millón de años a finales del Pleistoceno, pero el momento exacto y el alcance de cualquier colapso siguen siendo ambiguos.

Para obtener una respuesta más precisa, analizamos la genética de los cefalópodos.

El ADN de cada organismo es un libro de historia y ahora tenemos la tecnología para leerlo. Podemos usar el ADN para mirar hacia atrás en el tiempo y determinar cuándo se cruzaron diferentes poblaciones de animales.

Pulpo de Turquet (Turqueti pareledone) es bastante pequeño, pesa hasta 600 gramos. Viven en el fondo marino de toda la Antártida, pero los individuos no se alejan mucho de casa. La Antártida es tan vasta que las poblaciones de diferentes regiones normalmente no pueden cruzarse.

En lo profundo de la Antártida occidental se encuentran huecos en las rocas. En la actualidad, estos están ocupados por la capa de hielo, lo que separa los mares de Weddell, Amundsen y Ross.

Si el hielo se derritiera, se abrirían vías marítimas que conectarían estas cuencas aisladas. Los pulpos podrían migrar directamente a estas regiones y la evidencia de su reproducción quedaría plasmada en el ADN.

Pero si la capa de hielo no se derritiera, sólo veríamos evidencia de reproducción entre poblaciones de pulpos a lo largo de la circunferencia del continente.

Comparamos patrones de ADN en genomas de pulpo Turquet en toda la Antártida para ver si existían conexiones directas y únicas entre las poblaciones de pulpo en los mares de Weddell, Amundsen y Ross. Utilizamos modelos estadísticos para determinar si estas conexiones podrían explicarse por sus conexiones actuales alrededor de la costa antártica.

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La historia estaba clara en el ADN: sí, había conexiones directas entre estas tres poblaciones de pulpos. Sus conexiones no podrían explicarse estadísticamente por el mestizaje en la actual costa antártica. Estas poblaciones sólo pudieron entrar en contacto a través de vías marítimas ahora bloqueadas por la capa de hielo de la Antártida occidental.

Aún más interesante es que encontramos por primera vez conexiones directas entre las tres poblaciones a mediados del Plioceno, hace entre 3 y 3,6 millones de años, cuando las temperaturas eran entre 2 y 3 °C más altas y los niveles del mar 25 m más altos que hoy. Esto respalda la evidencia geológica existente de que la capa de hielo de la Antártida occidental colapsó durante esa época.

Las firmas de ADN más recientes de conexiones directas entre los pulpos de estos tres mares datan del último período interglacial, hace unos 125.000 años. Eso sugiere que la capa de hielo colapsó cuando la temperatura promedio global era alrededor de 1,5°C más alta que los niveles preindustriales.

Nuestro trabajo proporciona la primera evidencia empírica de que la capa de hielo de la Antártida occidental podría comenzar a colapsar si superamos el objetivo del Acuerdo de París de limitar el calentamiento a 1,5°C o incluso 2°C.

Este descubrimiento requirió esfuerzos en todas las disciplinas y países.

Para utilizar el ADN animal como indicador de los cambios en la capa de hielo, tuvimos que trabajar en todas las disciplinas y países. La unión de científicos físicos y biólogos dio lugar a nuevas formas de responder preguntas de larga data y de vital importancia para todos nosotros.

También recurrimos a las colecciones de los museos en busca de muestras. Algunos se remontan a tres décadas atrás, mucho antes de que estuvieran disponibles las técnicas analíticas y de secuenciación genética que utilizamos. Esto demuestra la importancia vital de una preservación cuidadosa de las muestras, vinculada con metadatos, con muestras protegidas para acceso futuro.

La ciencia interdisciplinaria es difícil. Se requiere tiempo, esfuerzo y una mente abierta para apreciar nuevas terminologías, escalas y enfoques. Los editores de revistas y los científicos pueden mostrarse reacios a revisar dichos artículos, ya que algunos aspectos de la investigación necesariamente estarán fuera del área de su especialización. Pero esperamos que nuestros resultados muestren el valor de este enfoque.

¿Que sigue?

Esperamos seguir utilizando el ADN como indicador para explorar otras partes de la Antártida con historias climáticas poco conocidas.

Existe una gran cantidad de información sobre el pasado reciente y lejano de la Antártida, también oculta en otros tipos de datos biológicos en lechos de musgo y perfiles de turba, colonias de animales vertebrados e invertebrados vivos terrestres y marinos. Hasta la fecha, muy pocos de estos archivos biológicos han llegado a nuestra comprensión de los climas pasados ​​de la Antártida.

A medida que el mundo se calienta a un ritmo sin precedentes, debemos utilizar este tipo de enfoques para comprender qué más es probable que suceda en el hielo.

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