Un equipo multidisciplinar de la Universidad de Cádiz ha comprobado que los periodos prolongados de oscuridad potencian la producción de compuestos bioactivos en diatomeas costeras, microalgas responsables de cerca del 20% de la producción primaria global. El trabajo ha sido desarrollado por los grupos de investigación RNM-214 y FQM-169, adscritos al Instituto Universitario de Investigación Marina (INMAR) y al Instituto de Biomoléculas (INBIO) de la Universidad de Cádiz, y publicado en la revista científica Marine Environmental Research.
La investigación forma parte del proyecto FICOEXPLORA, financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, y ofrece nuevos datos sobre cómo la falta de luz afecta al metabolismo de estas microalgas, en particular a la producción de aldehídos poliinsaturados. Estas moléculas cumplen funciones ecológicas clave, como la comunicación entre células, la defensa frente a depredadores y la regulación de las redes tróficas marinas.
Durante las floraciones, las diatomeas se multiplican rápidamente aprovechando la abundancia de nutrientes. Sin embargo, una vez que estos recursos se agotan, los organismos descienden al fondo marino y entran en un periodo de reposo. Hasta ahora se desconocía cómo ese tiempo sin exposición a la luz influía en su metabolismo y en la síntesis de compuestos bioactivos.
Para responder a esta cuestión, el equipo investigador simuló floraciones en condiciones de laboratorio con dos especies comunes en el Golfo de Cádiz: Cyclotella cryptica y Skeletonema pseudocostatum. Tras un periodo de 75 días en completa oscuridad, equivalente al tiempo que estas microalgas pueden permanecer en los sedimentos marinos, se observó que ambas especies no solo sobrevivían, sino que recuperaban su actividad fotosintética al volver a estar expuestas a la luz.
Los análisis posteriores revelaron un incremento significativo en la producción de aldehídos poliinsaturados. En el caso de Skeletonema pseudocostatum, los niveles se multiplicaron por siete respecto a las condiciones normales de cultivo. Por su parte, Cyclotella cryptica quintuplicó su producción. Estos resultados aportan evidencias de que la oscuridad puede actuar como un estímulo fisiológico que activa mecanismos de síntesis de compuestos con funciones ecológicas relevantes.
El estudio también identificó diferencias en las estrategias adoptadas por cada especie para enfrentar la ausencia de luz. Mientras que Skeletonema pseudocostatum desarrolló hipnosporas, formas celulares de resistencia que permiten superar condiciones desfavorables, Cyclotella cryptica optó por una reducción de su metabolismo sin cambios morfológicos aparentes. Esta diversidad de respuestas sugiere una alta capacidad de adaptación a entornos variables.
Los investigadores señalan que estos hallazgos podrían tener implicaciones importantes para comprender el comportamiento de las comunidades planctónicas en los ecosistemas costeros, así como para evaluar el impacto de cambios ambientales en la dinámica marina. La capacidad de las diatomeas para producir compuestos bioactivos bajo condiciones de oscuridad podría contribuir a explicar su resiliencia y su persistencia en el tiempo, incluso cuando las condiciones ambientales son adversas.
Además del interés ecológico, el estudio plantea posibles aplicaciones biotecnológicas. Los aldehídos poliinsaturados han sido objeto de atención por su potencial uso en farmacología, acuicultura y otros sectores industriales. La posibilidad de modular su producción mediante condiciones de cultivo específicas, como la oscuridad prolongada, abre nuevas líneas de investigación para su aprovechamiento comercial.
El equipo de la Universidad de Cádiz continúa trabajando en el análisis de los factores que regulan la producción de metabolitos secundarios en organismos marinos, con el objetivo de comprender mejor los mecanismos de supervivencia y adaptación de estas microalgas, así como su papel en los ciclos biogeoquímicos del océano.