Arañas de mar que cultivan y consumen bacterias: una simbiosis única descubierta en el fondo del océano
Un descubrimiento reciente ha revelado que algunas arañas marinas, habitantes de los manantiales de metano en el lecho del océano Pacífico, han desarrollado una forma sorprendente de nutrición: cultivan bacterias metanotróficas sobre su exoesqueleto y se alimentan de ellas.
Por Enrique Coperías
Ejemplar de araña marina del género Sericosura. Su exoexqueleto funciona como un campo de cultivo donde prosperan las bacterias que luego cosecha para alimentarse en las oscuras profundidades del océano. Cortesía: Shana Goffredi
En las profundidades del océano, donde no llega la luz solar y la vida depende de fuentes de energía química, un extraño grupo de criaturas ha desarrollado una forma de alimentación que parece sacada de la ciencia ficción.
Se trata de las arañas de mar del género Sericosura, un linaje enigmático de artrópodos marinos que ha encontrado una manera única de sobrevivir en uno de los hábitats más hostiles del planeta: los manantiales de metano del lecho oceánico.
Investigadores del Occidental College, de la Universidad de California San Diego y del Caltech han documentado por primera vez cómo estas criaturas cultivan sobre su propio cuerpo comunidades de bacterias que se alimentan de metano y metanol, y que ellas mismas consumen.
Manantiales de metano: ecosistemas sin luz pero ricos en vida
El hallazgo, publicado en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), revela una forma de simbiosis animal-microbio hasta ahora desconocida, en la que un animal no solo hospeda microorganismos útiles, sino que además los pastorea y los convierte en su principal fuente de nutrición.
Las implicaciones del estudio van más allá del asombro: este tipo de asociaciones revela rutas biológicas inesperadas a través de las cuales el carbono derivado del metano se incorpora a las redes tróficas marinas, sin necesidad de la asistencia de la fotosíntesis.
Los manantiales de metano, también conocidos como seeps, son regiones del fondo marino donde gases como el metano y otros hidrocarburos escapan del subsuelo. Aunque carecen de luz, estos entornos albergan una sorprendente biodiversidad, sostenida no por la energía solar, sino por la actividad de bacterias quimiosintéticas que transforman compuestos químicos en materia orgánica.
Tres arañas de mar que viven en ambientes extremos
A través de asociaciones simbióticas, muchos animales marinos, desde mejillones hasta gusanos tubícolas, han aprendido a vivir en colaboración con estos microorganismos.
En esta ocasión, los investigadores se centraron en tres especies aún no descritas del género Sericosura, que pertenece a la familia de los ammoteidos, artrópodos que se agrupan dentro de la clase de los picnogónidos o arañas de mar, aunque no son verdaderas arañas.
Estos animales invertebrados fueron recolectados en tres puntos del margen del Pacífico oriental: frente a las costas de California, en los manantiales de Del Mar y Palos Verdes; y en la isla Sanak, en el extremo suroeste de Alaska. En todos los casos, se encontraron en concentraciones elevadas sobre rocas carbonatadas impregnadas de metano, y no en las zonas adyacentes libres de emanaciones.
El hallazgo: bacterias cultivadas en el esqueleto externo de la araña
Lo que estos biólogos descubrieron sobre el cuerpo de estos diminutos artrópodos marinos, de apenas unos milímetros de longitud, fue tan insólito como revelador. Bajo potentes microscopios electrónicos, los científicos observaron densas agrupaciones de bacterias dispuestas en patrones regulares, como pequeños volcanes cubiertos por una matriz gelatinosa.
Este biofilm estaba compuesto en su mayoría por bacterias metanotróficas, esto es, que emplean como fuente de carbono y energía el metano, pertenecientes a la familia Methylomonadaceae, y en menor proporción, por metilotróficas del tipo Methylophagaceae y Methylophilaceae, capaces de metabolizar metanol, un subproducto del metabolismo del metano.
Estas bacterias simbióticas no eran simplemente polizones: análisis genéticos y experimentos con isótopos estables confirmaron que las arañas de mar se nutrían activamente de ellas.
La prueba del «algodón»… con carbono-13
En una serie de pruebas llevadas a cabo a bordo del buque de investigación Atlantis, los animales fueron expuestos a metano y metanol enriquecidos con carbono-13, una forma pesada de este elemento.
En apenas cinco días, los tejidos digestivos de las arañas de mar mostraban una notable incorporación de este carbono marcado, prueba de que habían ingerido el producto de la actividad bacteriana.
«Lo más sorprendente es que no encontramos ninguna evidencia de alimentación convencional —xplica la bióloga Shana Goffredi, investigadora de la Occidental College y autora principal del estudio. Y añade—: Todo indica que estas arañas de mar se alimentan, en gran parte, de las bacterias que cultivan sobre sí mismas».
El cangrejo yeti (Kiwa hirsuta) utiliza sus peludas pinzas cubiertas de sedas como pequeños jardines submarinos: cultiva en ellas bacterias quimiosintéticas que luego raspa y consume, obteniendo energía de los compuestos químicos presentes en fuentes hidrotermales del fondo oceánico. Cortesía: Alexis Fifis
Cómo «recogen la cosecha»
Este sistema de alimentación simbiótica recuerda al observado en otras criaturas abisales, como el cangrejo yeti (Kiwa hirsuta), que raspa con sus pinzas las bacterias quimiosintéticas que cultiva en sus pelos.
En el caso de Sericosura, el exoesqueleto se comporta como una suerte de jardín viviente. Las bacterias crecen en la superficie del cuerpo, y estos picnogónidos parecen tener la capacidad de pastorearlas gracias a su aparato bucal especializado: una probóscide flexible y dotado de pequeñas estructuras córneas que, a modo de guadaña, podrían raspar la biopelícula bacteriana.
Microscopías adicionales revelaron signos claros de alteración en las colonias bacterianas, como si hubieran sido cosechadas selectivamente, dejando tras de sí la matriz extracelular vacía. «No podemos descartar que parte de ese daño se deba al manejo de las muestras —dice Goffredi—. Pero la disposición de las marcas es compatible con un pastoreo activo por parte del animal».
¡Hasta en los huevos!
Más aún: los investigadores detectaron estas mismas bacterias en los sacos de huevos que los machos portaban bajo su abdomen, lo que sugiere una posible transmisión vertical de los microbios entre generaciones.
De hecho, en las muestras recogidas en Del Mar, el 50% de los ejemplares eran machos en fase de cría, un porcentaje inusualmente alto para este grupo de artrópodos bentónicos.
La presencia de estos microrganismos metanotróficos y metilotróficos en los huevos podría servir tanto como fuente de alimento inicial para las crías, como de inóculo bacteriano para iniciar su propia colonia simbiótica.
Una red microbiana cooperativa
Lejos de ser una relación simple entre huésped y bacteria, la simbiosis descubierta en Sericosura involucra una comunidad bacteriana diversa y funcionalmente interconectada. Las bacterias metanotróficas oxidan el metano y generan productos intermediarios como el metanol, que a su vez son consumidos por las bacterias metilotróficas.
Esta colaboración metabólica permite a todo el conjunto aprovechar eficientemente el carbono químico.
«Este tipo de cascada metabólica es común en sedimentos ricos en metano”, señala Victoria Orphan, coautora del estudio e investigadora del Caltech. Y añade—: Lo novedoso aquí es que ocurre sobre el cuerpo de un animal, creando una red de transferencia de carbono a escala microscópica».
Los análisis isotópicos revelaron que hasta un 50% de la microbiota de estas arañas de mar está compuesta por estos microbios oxidantes de metano y metanol. Además, su composición es distinta a la que se encuentra en las rocas o sedimentos del entorno, lo que sugiere una selección específica por parte del huésped.
Las arañas de mar Sericosura se alimentan pastoreando bacterias que cultivan en su piel, una simbiosis única que les permite sobrevivir en las profundidades oceánicas sin luz solar. Cortesía: Shana Goffredi
Nuevos protagonistas del ciclo del metano
Aunque los investigadores advierten de que esta simbiosis podría no ser la única fuente de alimentación de las Sericosura, los valores de carbono en sus tejidos son característicos de animales que incorporan carbono derivado del metano. Este hallazgo añade una nueva pieza al complejo puzle de cómo se recicla este gas en los ecosistemas marinos, y destaca el papel, hasta ahora subestimado, de pequeños invertebrados bentónicos en este proceso.
En palabras de los autores, este tipo de simbiosis sugiere una evolución convergente de estrategias alimenticias entre especies no emparentadas como los crustáceos, los moluscos y ahora también los quelicerados marinos. El hecho de que las Sericosura sean exclusivamente halladas en hábitats quimiosintéticos (seeps, fuentes hidrotermales y hundimiento de cadáveres de ballenas) refuerza la hipótesis de una dependencia ecológica especializada.
«Las Sericosura nos enseñan que incluso los organismos más discretos pueden tener un papel fundamental en la biogeoquímica oceánica —explica Goffredi. Y concluye—: Cultivan su comida, transmiten sus microbios simbióticos a la siguiente generación y han desarrollado una estrategia de supervivencia profunda elegante y eficiente en uno de los ambientes más extremos del planeta».
Las arañas de mar o picnogónidos, hasta ahora relegadas a las notas al pie de la zoología, podrían ser clave para entender cómo la vida coloniza y explota los recursos en el fondo del océano. Y, de paso, cómo la biología sigue encontrando caminos insospechados para prosperar incluso en los rincones más oscuros del planeta. ▪️
Fuente: B. Dal Bó, Y. Guo, M. J. Mayr, O. S. Pereira, L. A. Levin, V. J. Orphan, S. K. Goffredi. Methane-powered sea spiders: Diverse, epibiotic methanotrophs serve as a source of nutrition for deep-sea methane seep Sericosura. PNAS (2025). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2501422122
