Los científicos desentrañan el misterio de los 'mares lechosos' creados por miles de millones de billones de bacterias luminosas

Este mar lechoso frente a la costa de Java era del tamaño de Kentucky y duró más de un mes. Crédito: Steven D. Miller/NOAA.

Durante siglos, los marineros han informado de un fenómeno extraño: todo el océano brilla con una maravillosa luz blanca que se extiende hasta donde alcanza la vista, lo que le valió el nombre de efecto de mar lechoso. Estos avistamientos muy raros podrían descartarse como divagaciones locas de marineros intoxicados si no hubieran sido confirmados por tripulaciones completas.

Estos mares lechosos, a veces llamados mareel, pueden extenderse sobre decenas de miles de kilómetros cuadrados (tan grandes como algunos países) y son lo suficientemente brillantes como para ser vistos por los satélites modernos. Han sido descritos como navegar a través de un campo nevado o de nubes. Ahora, los científicos han analizado innumerables imágenes satelitales en busca de mares lechosos y, por primera vez, han tenido la oportunidad de estudiar directamente estos fenómenos fugaces.

En el proceso, los científicos han confirmado suposiciones de larga data sobre los mares lechosos de que son causados ​​por bacterias bioluminiscentes. Billones de billones de ellos, en realidad. Y eso es solo el comienzo.

Encendiendo las luces en el mar oscuro

El mar era luminoso en motas ya la estela del navío, de un color uniforme levemente lechoso. Cuando el agua se puso en una botella, dio chispas

La cita anterior es en realidad la primera entrada en el cuaderno zoológico de Charles Darwin escrito durante su icónico viaje a bordo del Beagle, frente a la costa de Tenerife, el 6 de enero de 1832. Lo que vio el naturalista británico fue un excelente ejemplo de bioluminiscencia, que se refiere a la luz producida por una reacción química dentro de un organismo vivo.

La bioluminiscencia es tan común y útil para los seres vivos que los científicos creen que evolucionó de forma independiente al menos 40 veces tanto en la tierra como en el mar.

Se estima que más del 75% de las criaturas de las profundidades marinas producen su propia luz. El rape, por ejemplo, utiliza señuelos bioluminiscentes que se asemejan a cañas de pescar para atraer a sus presas. Más cerca de la superficie del mar, la bioluminiscencia es generada por el plancton llamado Noctiluca scintillans , comúnmente conocido como chispa marina.

Sin embargo, los mares lechosos son un regalo especial ya que son increíblemente raros. En promedio, solo son avistados dos veces al año, y principalmente en aguas alrededor del noroeste del Océano Índico y frente a la costa de Indonesia. También cubren distancias mucho más grandes que los resplandores del plancton.

Los satélites brillan con luz

Las imágenes de la izquierda muestran mares lechosos que fueron tomadas por satélites antiguos. Las imágenes de definición mucho más alta a la derecha usaron el sensor de banda de día/noche. Crédito: Steven D. Miller/NOAA.

Dado que rara vez aparecen, los mares lechosos siempre han demostrado ser un poco misteriosos, pero las lecturas de los satélites modernos pueden cambiar eso.

Usando satélites meteorológicos de la NOAA, los investigadores han entrenado computadoras para identificar mares lechosos en tiempo real, abriendo la posibilidad de estudiar estos fenómenos escurridizos antes de que se desintegren.

Ahora tenemos una forma de identificar de manera proactiva estas áreas candidatas de mares lechosos, dijo Steve Miller, científico investigador principal de la Universidad Estatal de Colorado y autor principal del nuevo estudio, que se publicó en Scientific Reports . Si tenemos activos en el área, los activos podrían desplegarse hacia adelante en una respuesta similar a la de un equipo SWAT.

Miller explica que los mares lechosos son producidos por la bacteria luminosa Vibrio harveyi . Estas bacterias permanecen latentes hasta que su número supera un umbral crítico de 100 millones de células por mililitro de agua. Una vez que se cruza este umbral, es como si se activara un interruptor biológico y las bacterias convierten el océano en un mar lechoso.

Los científicos creen que las bacterias hacen esto para atraer la atención de los peces que las comen. Eso suena muy extraño y contradictorio a primera vista, pero en realidad es una estratagema bastante inteligente. Las bacterias aumentan en grandes cantidades al darse un festín con las floraciones masivas de algas, pero este alimento pronto se agota. Una vez dentro del estómago de los peces, las bacterias prosperan en las entrañas al igual que muchas otras bacterias viven dentro de nuestros cuerpos.

Miller comenzó a usar imágenes satelitales para explorar el efecto del mar lechoso en 2004. Sin embargo, la tecnología en ese momento era deficiente, por lo que las observaciones han resultado poco claras e imposibles de trabajar. Eso cambió con el instrumento Day/Night Band que se puso en marcha en 2011 a bordo de los satélites Suomi National Polar-orbiting Partnership (NPP) y Joint Polar Satellite System (JPSS) de la NOAA. Este instrumento Day/Night Band (DNB) puede descomponer la luz en gradientes, lo que permite que los satélites vean a través de las luces de las ciudades y los incendios forestales.

Bacterias bioluminiscentes como las que causan los mares lechosos. Crédito: Steven. HD Haddock/MBARI, CC BY-ND.

Los investigadores establecieron cuáles eran los lugares más comunes donde se habían visto mares lechosos en los últimos 200 años y luego se concentraron en estas regiones. Esta búsqueda resultó fructífera y Miller y sus colegas identificaron más de una docena de eventos en el mar lechoso entre 2012 y 2021, el mayor de los cuales ocurrió al sur de Java en 2009.

Las imágenes satelitales de la NOAA confirmaron que este particular mar lechoso creció hasta alcanzar proporciones monstruosas, extendiéndose a lo largo de más de 100 000 kilómetros cuadrados, aproximadamente del tamaño de Kentucky. La cantidad de bacterias que participan en este evento es simplemente inconcebible. Quizás estuvieron involucradas 100 billones de billones de células, que es aproximadamente tantas como estrellas hay en el universo observable.

Estas observaciones ayudaron a desentrañar muchos aspectos previamente misteriosos de la formación del mar lechoso. Por ejemplo, la temperatura del agua y la clorofila son muy importantes.

Sin embargo, otras preguntas siguen sin respuesta. Estos incluyen el espesor del caldo lechoso y las incertidumbres sobre si las floraciones de algas son de hecho la principal fuente de alimento de las bacterias. Los científicos tendrían que encontrarse en medio de un mar tan lechoso para estar mejor equipados para responder a estas preguntas.

Quizás la revelación más práctica es cuánto puede durar un mar lechoso. Mientras que algunos duran solo unos días, el que está cerca de Java duró más de un mes. Eso significa que existe la posibilidad de desplegar naves de investigación en estos eventos remotos mientras ocurren. Eso permitiría a los científicos medirlos de manera que revelen su composición completa, cómo se forman, por qué son tan raros y cuál es su importancia ecológica en la naturaleza, escribió Miller en un artículo.

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