Un proyecto para predecir futuras anoxias en el Mar Menor

El Mar Menor, que en otros tiempos fue emblema de equilibrio natural y motor económico de la Región de Murcia, a día de hoy se ha convertido en símbolo de un ecosistema en tensión. Pero ante la amenaza latente de nuevas anoxias y el deterioro de su litoral, un grupo de científicos de la Universidad de Murcia (UMU) está desarrollando herramientas pioneras para anticipar desastres ecológicos antes de que ocurran. Gracias a los proyectos ‘Micro-Aqua-Monitor’ y ‘Marineyeast-to-Biotec’, el litoral murciano podría contar pronto con sistemas capaces de predecir desequilibrios ambientales y también detectar focos de contaminación invisibles a simple vista. Detrás de estas investigaciones, un enemigo tan pequeño como poderoso: el mundo microbiano.

Los microorganismos marinos, muchas veces ignorados por su escala microscópica, juegan un papel descomunal en los equilibrios del planeta. Son los que reciclan nutrientes, fijan carbono y mantienen en funcionamiento el motor invisible de la vida acuática. También son, por su sensibilidad y rápida respuesta, biomarcadores ecológicos sin igual. Bajo esta premisa, el Grupo de Investigación Fisiología Microbiana de la UMU se ha embarcado en una misión doble: desentrañar las comunidades microbianas del Mar Menor para anticipar sus vaivenes ecológicos, y explorar las levaduras marinas del litoral como fuente de innovación biotecnológica.

Coordinado por el profesor Andrés Núñez, el proyecto ‘Micro-Aqua-Monitor’ nació en octubre de 2024 con una ambición clara: analizar las bacterias presentes en el Mar Menor para utilizarlas como bioindicadores del estado de salud de la laguna. Se trata de una iniciativa «pionera», tanto por el enfoque como por la metodología: «No existen registros previos con el nivel de detalle que permite ahora la secuenciación masiva de ADN microbiano».

«En los ecosistemas acuáticos, los microorganismos son la base de las redes tróficas acuáticas y participan en procesos clave como la fotosíntesis, el reciclaje de materia orgánica o la degradación de contaminantes», explica Núñez. Por eso, comprender cómo cambian las comunidades bacterianas en el espacio y en el tiempo puede ofrecer una herramienta de diagnóstico ecológico muy poderosa.

Muestreos mensuales

A través de muestreos mensuales en zonas como San Pedro, Los Urrutias o Playa Honda, el equipo filtra entre 4 y 6 litros de agua por punto para extraer los microorganismos presentes. El análisis posterior no solo permite identificar qué especies habitan en cada zona, sino también correlacionarlas con parámetros ambientales como niveles de nitratos, fosfatos o clorofila.

Otra zona clave que será elegida en un futuro para su análisis por parte de los investigadores será frente a la Rambla del Albujón, donde se producen numerosos vertidos agrícolas y de escorrentía, y donde ya observaron una comunidad microbiana característica. «En el futuro, también nos gustaría tomar muestras de zonas interiores de la laguna», afirma Núñez.

Entre las bacterias de interés para su estudio por parte de los investigadores están las que degradan compuestos vinculados con la eutrofización, como los nitratos o fosfatos agrícolas; también las cianobacterias - posiblemente implicadas en la formación de la llamada «sopa verde» de 2016- y microorganismos capaces de sobrevivir en condiciones de anoxia, que generan compuestos como el sulfuro de hidrógeno, reconocible por su característico olor a huevo podrido.

Aunque los episodios más graves del Mar Menor (como las mortandades masivas de fauna en 2019 y 2021) no se han repetido desde que se intensificó la vigilancia, el equipo de Núñez ya observa variaciones apreciables en la diversidad microbiana entre zonas y momentos. Un hallazgo relevante para identificar patrones predictivos.

En este sentido, «lo que supone un reto, y esto también forma parte del proyecto, es conocer y describir la diversidad de microorganismos que existen en el Mar Menor (apenas explorada), sus interacciones y su relación con las condiciones ambientales en los que viven, para así poder interpretar los cambios que se produzcan y tomar decisiones al respecto», señala el investigador.

Estudio de levaduras

Paralelamente, bajo la coordinación de la profesora Teresa Soto, el grupo impulsa ‘Marineyeast-to-Biotec’, un proyecto centrado en el estudio de las levaduras marinas -hongos unicelulares- que pueblan las aguas del litoral de la Región de Murcia.

Hasta ahora, el equipo ha logrado aislar cientos de cepas de levaduras, agrupadas en más de 50 especies diferentes, recogidas en un extenso barrido desde Águilas hasta las Salinas de San Pedro del Pinatar. Un hallazgo que «revela la enorme diversidad microbiana de nuestras costas y, sobre todo, su potencial biotecnológico aún inexplorado», subraya Soto.

El foco está puesto en las levaduras negras (black yeast en inglés), destacadas por su capacidad de producir melaninas protectoras y su resistencia a condiciones extremas. Algunas son capaces de crecer en entornos con hasta un 20% de sal, una habilidad nada desdeñable si se piensa en aplicaciones industriales que requieren enzimas activas en ambientes extremos.

«Estas levaduras marinas cumplen una labor ecológica esencial: descomponen materia orgánica compleja y facilitan el reciclaje de nutrientes. Su diversidad y abundancia pueden verse significativamente afectadas por perturbaciones ambientales, lo que las posiciona como bioindicadores sensibles de alteraciones en los ciclos biogeoquímicos. Por otro lado, la presencia de cepas capaces de metabolizar hidrocarburos, plásticos o pesticidas señala posibles focos de contaminación específica. Su rápido tiempo de generación permite detectar cambios ambientales en escalas temporales cortas, constituyendo un sistema de alerta temprana ante desequilibrios ecológicos», explica la profesora de la UMU.

Pero además, producen metabolitos y enzimas con potencial aplicación industrial. Estas enzimas, activas en condiciones de alta salinidad, presión o variaciones térmicas, podrían ser utilizadas en procesos industriales exigentes, incluyendo el empleo de agua de mar como medio de reacción», detalla Soto.

Indicadores de contaminación

En ambientes sometidos a estrés como zonas portuarias, áreas con impacto minero o playas urbanas algunas cepas han demostrado una tolerancia elevada a hidrocarburos, plásticos o pesticidas, lo que sugiere su posible uso como indicadores de contaminación o incluso como herramientas activas de biorremediación.

Pero hay más. La investigación con levaduras marinas también apunta a un campo de alto interés científico: el de los mecanismos celulares fundamentales. Frente al uso clásico de Saccharomyces cerevisiae en laboratorios como organismos modelo en biología celular y molecular, las levaduras marinas «representan una fuente inexplorada de diversidad fisiológica y genética, lo que las convierte en sistemas ideales para el descubrimiento de nuevas rutas y mecanismos celulares».

Recientemente, apunta Soto, investigaciones centradas en levaduras marinas han revelado la existencia de mecanismos alternativos de división celular que no se habían descrito previamente en los denominados organismos modelo. Por ello, las levaduras marinas no «solo son relevantes desde el punto de vista ecológico y/o biotecnológico, sino que también emergen como modelos innovadores para investigar principios celulares universales, lo que refuerza su valor en la investigación básica y aplicada».

Ambos proyectos se desarrollan dentro del programa ThinkInAzul, parte del Plan Complementario de I+D+i en Ciencias Marinas del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, con financiación del MCIU, la Unión Europea - NextGenerationEU (PRTR-C17.I1) y la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia a través de la Fundación Séneca.