Una investigación que representa un cambio de paradigma en la evaluación de bacterias marinas (bacterias gigantes oxidantes de azufre (GSOB, por sus siglas en inglés), microorganismos de gran tamaño, permitiría identificar cambios ambientales relacionados con el cultivo de salmones e implementar métodos más simples y transparentes para cuidar los ecosistemas y regular la acuicultura de manera más sostenible, que fue publicado recientemente en la revista Marine Pollution Bulletin, con el título «Shifts in prokaryotic communities and giant sulphur-oxidising bacteria in response to salmon aquaculture in sub-Antarctic marine sediments.» 

En este contexto, el científico que lidera la investigación es el Dr. Carlos Aranda, profesor Asociado, Departamento de Ciencias Biológicas y Biodiversidad de la Universidad de Los Lagos, quien ha desarrollado esta investigación sobre bacterias gigantes oxidantes de azufre que la ha desarrollado durante varios años en la Universidad de Los Lagos, incluyendo publicaciones científicas previas en 2010, 2015 y 2021.

Su origen se remonta a “mi incorporación a la universidad, cuando inicié el estudio de la posible presencia de estas bacterias en sedimentos impactados por la acuicultura intensiva de salmónidos. En ese momento, era un tema prácticamente inexplorado por la comunidad científica nacional, a pesar de las importantes implicancias que ya tenía para la gestión ambiental del sector”, afirmó.

Con el paso del tiempo, agregó el Dr. Aranda, la situación cambió significativamente. En la actualidad es un tema ampliamente reconocido, y existe mayor apertura de las empresas para apoyar investigaciones orientadas a la actualización, modernización y armonización del marco regulatorio de la actividad acuícola.

En este contexto, la línea de investigación se ha fortalecido “gracias al apoyo directo de empresas del sector salmonero, especialmente de aquellas agrupadas en Salmón Chile A.G. Particularmente se destaca la colaboración de Australis Mar S.A., que ha proporcionado recursos y apoyo logístico para los muestreos citados, y de Intesal S.A., que ha impulsado esta línea de trabajo a través de su Plan de Ciencias”, precisó.

Investigación

El investigador explicó que los sedimentos bajo las jaulas se evaluaron utilizando una escala de cobertura de mantos de GSOB, que va desde hallazgos mínimos de estas bacterias en las cavidades que rodean las rocas hasta mantos extensos y consolidados. Al combinar datos visuales y moleculares, se evidenció que la diversidad bacteriana se modifica según el impacto de la actividad y la extensión de los mantos. Se demostró que el método visual es incluso más sensible que el molecular, y se introdujo un sistema de escala graduada que puede mejorar el monitoreo ambiental en comparación con el criterio tradicional de sólo presencia o ausencia de GSOB.

Explicado de forma simple, agregó, “el estudio muestra que registrar las manchas blancas de bacterias en el fondo marino usando una escala de cobertura, y no solo fijándose en si están o no presentes, es una herramienta clara para identificar cambios ambientales relacionados con el cultivo de salmones. Este enfoque permite implementar métodos más simples y transparentes para cuidar los ecosistemas y regular la acuicultura de manera más sostenible”, aseveró.

Filamentos de GSOB de aproximadamente 23 µm de espesor, rellenos con gránulos de azufre elemental.

Proceso

El Dr. Carlos Aranda, indicó que las bacterias obtienen energía a partir de compuestos inorgánicos, en contraste con organismos que consumen materia orgánica. En particular, utilizan el hidrógeno sulfurado (H₂S) que se libera en sedimentos ricos en materia orgánica cuando el oxígeno ya no está disponible, y otras bacterias emplean sulfatos para degradar la materia orgánica, produciendo H₂S como producto.

“Las GSOB que se asientan en la superficie aprovechan el hidrógeno sulfurado como fuente de energía, permitiéndoles realizar sus funciones vitales y formar extensos mantos visibles sobre el lecho marino”, indicó.

Durante este proceso, agregó, las GSOB acumulan gránulos de azufre elemental como paso intermedio en la oxidación del H₂S.

“Estos gránulos actúan como espejos que reflejan la luz en todas direcciones, lo que hace que las bacterias sean visibles como manchas blancas brillantes bajo iluminación en los fondos marinos ricos en materia orgánica”, precisó.

Para detectar y registrar su presencia, se utilizan robots submarinos (ROVs) que recorren el fondo marino, iluminan la zona y graban videos de alta definición que posteriormente son revisados por la autoridad, quien emplea estos registros para confirmar la existencia de GSOB y clasificar el fondo marino como anaeróbico según la normativa ambiental, impidiendo la siembra en el siguiente ciclo productivo mientras no se demuestre el restablecimiento de las condiciones aeróbicas, que en este caso implica la ausencia GSOB en cualquiera de sus grados.

Estructura globular de GSOB de aproximadamente 110 µm de diámetro, acompañada por un filamento de 20 µm de espesor:

Revista científica Marine Pollution Bulletin

En cuanto a la relevancia de publicar en la Marine Pollution Bulletin, se trata de una revista, indexada en WoS y con nivel de impacto (actualmente 4.9), que es reconocida internacionalmente por su enfoque en contaminación marina, uso racional de los recursos estuarinos, marinos y oceánicos, y el desarrollo de metodologías para evaluar y comparar el estado ecológico de los ecosistemas acuáticos a nivel global.

“Difundir resultados en este medio garantiza visibilidad científica internacional, credibilidad y rigor, y abre oportunidades para que los hallazgos sean considerados por gestores ambientales, entidades regulatorias y la comunidad científica de distintos países. Además, contribuye al desarrollo y mejora de estándares regulatorios basados en evidencia y facilita la comparación entre experiencias y datos regionales, fortaleciendo así el impacto real de la investigación en la protección ambiental y las políticas públicas”, destacó.

Impacto

El impacto de esta publicación es relevante porque entrega, por primera vez, una visión integral sobre cómo cambian las bacterias en los sedimentos marinos bajo centros de cultivo de salmón en el sur de Chile, utilizando una escala graduada de cobertura de bacterias gigantes oxidantes de azufre (GSOB). El estudio demuestra que este gradiente es un indicador visual más preciso para detectar impactos ambientales que el criterio tradicional basado solo en la presencia o ausencia de GSOB según la actual regulación.

Además, se evidencia que la sola presencia de GSOB en su mínimo grado (vestigios aislados alrededor de cavidades en rocas), “no implica necesariamente un problema ambiental grave, ya que en estos casos puede no haber cambios relevantes en la estructura bacteriana del sedimento”, aclaró.

Por tanto, la publicación, agregó, “respalda que la interpretación de GSOB como indicador de deterioro ambiental puede mejorar si se utiliza una inspección visual graduada y calibrada con análisis moleculares. Esto permite realizar un monitoreo y gestión más objetivos, realistas y efectivos para los ecosistemas patagónicos vinculados a la acuicultura del salmón”, enfatizó.

Trabajo de campo en bote.

ULagos

Para el Dr. Aranda, la relevancia de esta publicación para la ULagos y el Departamento de Ciencias Biológicas y Biodiversidad es considerable, “ya que posiciona a la universidad como referente en investigación ambiental ligada a la acuicultura en la Patagonia chilena. Este trabajo refleja liderazgo en el desarrollo de metodologías avanzadas (como la secuenciación de ADN, el mapeo con ROVs y los análisis ecológicos integrados) aplicadas a la gestión de ecosistemas marinos vulnerables”, puntualizó.

El académico, indicó que se fortalece el reconocimiento científico nacional e internacional del Departamento, demostrando capacidad para generar resultados con impacto directo en la normativa ambiental y la operación sostenible de la industria del salmón.

El publicar en revistas de alto prestigio como Marine Pollution Bulletin incrementa el valor institucional y académico, abre oportunidades para nuevas colaboraciones y fomenta la formación avanzada de estudiantes e investigadores. “Todo esto contribuye activamente al cumplimiento de la misión universitaria de generar conocimiento pertinente y vinculado con las necesidades sociales y productivas del sur de Chile”, argumentó.

Trabajo en laboratorio de campaña instalado en módulo flotante.

El investigador, expresó su agradecimiento al Dr. Alejandro Buschmann y todos los coautores del trabajo, incluyendo a  las empresas DVS Tecnología y Codebreaker Bioscience  que hicieron posible este logro. También el apoyo logístico que permite el trabajo de campo, además, destacó que esta línea de investigación representa un avance no solo científico, “sino también en la construcción de puentes de colaboración entre academia, empresas y organismos reguladores. El enfoque integrador adoptado permite abordar los desafíos ambientales de la acuicultura con mayor rigurosidad y transparencia, promoviendo prácticas más sostenibles y fundamentadas en evidencia”, sostuvo.

Este ejemplo, agregó, puede inspirar nuevas investigaciones orientadas a la protección de ecosistemas y la adaptación de la regulación a los retos actuales, “fortaleciendo el rol de la comunidad científica regional como agente clave para la gestión ambiental y la innovación productiva en el sur de Chile”, afirmó.

Proyección

Actualmente, la investigación sigue avanzando y se cuenta con nuevos resultados, gracias al financiamiento del Fondo de Investigación Pesquera y de Acuicultura (FIPA 2023-15) y al apoyo de las empresas antes mencionadas, junto a Salmones Blumar S.A. y Cermaq Chile S.A., cuyos aportes permitirán presentar próximamente hallazgos de alto valor para el sector.