Diatomeas en movimiento: redibujando los límites de la vida en el Ártico
Ilustración generada con Inteligencia Artificial ChatGPT/ Fotografía parte inferior derecha de Stanford University ©️
El Ártico, con su compleja interacción de hielo, océano y atmósfera, se ha consolidado como uno de los entornos más extremos y a la vez más sensibles del planeta. Durante décadas, ha sido considerado un modelo natural para estudiar los límites de la vida, particularmente de los microorganismos. Un hallazgo reciente, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), redefine nuestro entendimiento de la biología en condiciones criogénicas al demostrar que las diatomeas árticas —microalgas unicelulares con frústulas de sílice— no solo sobreviven en el hielo, sino que son metabólicamente activas y capaces de desplazarse a temperaturas que se creían incompatibles con la motilidad celular eucariota.
De la latencia al dinamismo: un cambio de paradigma
Históricamente, se asumía que las diatomeas presentes en el hielo polar permanecían en estado de latencia metabólica hasta la llegada de condiciones más favorables, como el deshielo estacional. Sin embargo, la investigación liderada por Qing Zhang, Hope T. Leng, Kevin R. Arrigo y Manu Prakash revela que estas microalgas exhiben motilidad activa incluso a −15 °C, la temperatura más baja registrada para una célula eucariota en movimiento.
Para documentar este fenómeno, el equipo recolectó núcleos de hielo en 12 estaciones distribuidas en el Mar de Chukotka durante la campaña ártica de 2023, utilizando el buque de investigación Sikuliaq. Mediante microscopía criogénica in situ, se observó que las diatomeas no estaban estáticas: se deslizaban a través de los canales de salmuera (brine channels), estructuras capilares que atraviesan el hielo marino y que actúan como microhábitats.
Mecanismos de motilidad y adaptaciones bioquímicas
El movimiento de estas diatomeas no es un simple producto del azar, sino un proceso fisiológico activo basado en adaptaciones moleculares específicas.
1. Mucinización extracelular
Las diatomeas secretan un mucílago adhesivo que se fija al sustrato helado, funcionando como una cuerda molecular. Al retraerla, generan tracción y logran avanzar, en un proceso análogo a un mecanismo de ancla y arrastre.
2. Sistema actina-miosina funcional a bajas temperaturas
La motilidad depende de proteínas motoras similares a las que intervienen en la contracción muscular de organismos animales. La capacidad de estas proteínas de operar eficientemente en condiciones de subcero extremo indica adaptaciones estructurales únicas que minimizan la pérdida de actividad en entornos criogénicos.
3. Optimización biofísica y energética
Mucílago con baja sensibilidad térmica, evitando su solidificación.
Reducción de la entalpía de activación, permitiendo un consumo energético mínimo.
Velocidades de desplazamiento mayores que las observadas en especies de aguas templadas, incluso en superficies parcialmente congeladas.
Implicaciones ecológicas y biogeoquímicas
El hallazgo no es una simple curiosidad biológica: redefine la visión del Ártico como un ecosistema dinámico incluso en invierno.
Ciclo del carbono y productividad primaria: La motilidad implica que las diatomeas pueden redistribuirse para optimizar la fotosíntesis, contribuyendo al flujo de carbono y nutrientes incluso en ausencia de deshielo.
Estructura trófica: Al mantenerse activas, las diatomeas podrían ofrecer una fuente de alimento constante para organismos como copépodos y eufáusidos, con impacto directo en peces y aves marinas.
Cambio climático: En un contexto de retroceso del hielo marino, comprender la plasticidad ecológica de estas microalgas es fundamental para predecir la resiliencia del ecosistema ártico y su papel en el secuestro de carbono.
Astrobiología: La evidencia de motilidad a temperaturas extremas expande el rango de condiciones en que podría existir vida en otros mundos, como Marte o las lunas heladas Europa y Encélado.
Preguntas abiertas y futuros desafíos
La investigación abre un amplio abanico de interrogantes que marcan la agenda de la biología polar:
Determinar si esta motilidad es común a todas las diatomeas árticas o si se restringe a linajes especializados.
Evaluar la influencia de factores estacionales, radiación solar y disponibilidad de nutrientes en la intensidad del movimiento.
Analizar los efectos del adelgazamiento del hielo y los cambios en la estructura de los canales de salmuera en la capacidad de desplazamiento.
Profundizar en la caracterización genómica y proteómica de los mecanismos moleculares que posibilitan la motilidad criogénica.
El descubrimiento de diatomeas móviles en el hielo marino ártico representa un avance crucial en nuestra comprensión de la vida en ambientes extremos. Este fenómeno no solo demuestra que la biosfera polar es más activa de lo que se pensaba, sino que plantea implicaciones para el estudio de los ciclos biogeoquímicos, la resiliencia de los ecosistemas frente al cambio climático y la búsqueda de vida en entornos extraterrestres. Comprender el papel de estas microalgas en la dinámica del hielo es una prioridad para anticipar el futuro del Ártico y su influencia en el sistema climático global.
Referencias Científicas ⬇️
Zhang, Q., Leng, H. T., Li, H., Arrigo, K. R., & Prakash, M. (2025). Ice gliding diatoms establish record-low temperature limits for motility in a eukaryotic cell. PNAS, 122(37). DOI: 10.1073/pnas.2423725122
Stanford University News. Scientists uncover extreme life inside the Arctic ice. (2025).