Red de colaboración CEODOS
Programa GO-SEEGO-SEE
Modelización del ecosistema planctónico a escala planetaria
Un programa ambicioso
El 12 de septiembre de 2018, en la Academia de Ciencias de Francia, se anunció un importante hito en la investigación oceánica. Tras 10 años de estudio de la vida oceánica a bordo de la goleta Tara y en laboratorios asociados de todo el mundo, se puso en marcha el muy ambicioso programa Global Ocean System Ecology & Evolution (GO-SEE).
La federación de investigación GO-SEE
El programa GO-SEE está desarrollado y coordinado por la Fédération de Récherche Tara Oceans del CNRS, junto con el consorcio Tara Oceans, dirigido por el EMBL, y la Fundación Tara Expeditions.
GO-SEE –Global Ocean Systems Ecology & Evolution, Ecología y Evolución de los Sistemas Oceánicos Globales– es una iniciativa de 10 años de duración que se basa en la experiencia, los datos y los conocimientos de Tara Oceans para comprender, por primera vez, la estructura y la dinámica de un ecosistema planetario e integrarla en los modelos de los ciclos biogeoquímicos y el clima de la Tierra.
«Entender un ecosistema global completo»
Las sociedades humanas han gastado miles de millones para descubrir las propiedades de lo infinitamente pequeño (átomos y células) y lo infinitamente grande (estrellas y universo). A partir de estas exploraciones hemos mejorado los estilos de vida, hemos aprendido a combatir las enfermedades y a generar energía.
El mayor ecosistema continuo de la Tierra es el océano. La vida probablemente comenzó allí hace unos 4.000 millones de años, desde donde sufrió un largo proceso de complejización desde los virus y microbios más diminutos y simples hasta protistas unicelulares y organismos multicelulares más grandes y sofisticados. Este proceso de complejización es el origen de la extraordinaria biodiversidad actual, ha generado el oxígeno que respiramos y nuestras reservas de combustibles fósiles, al tiempo que ha absorbido el CO2 y otros gases nocivos de la atmósfera para hacer de nuestro planeta un hogar confortable para la humanidad. Es hora de prestarle nuestra atención.
Por primera vez, la modelización global se basa en la complejidad biológica real de un ecosistema marino
Global Ocean System Ecology & Evolution (GO-SEE) es una nueva odisea. Este programa pretende descubrir la estructura y la dinámica del ecosistema planctónico a grandes escalas espaciales y temporales, teniendo en cuenta las distintas especies (enfoque taxonómico). Por primera vez, este enfoque integral permitirá modelar a escala planetaria la complejidad biológica real de este ecosistema.
Al reunir 12 disciplinas científicas y aplicar las últimas tecnologías en materia de recogida de plancton, secuenciación de ADN, imágenes automáticas, bioinformática y física para un estudio holístico (biología, química, física) del Océano, esta investigación constituye un paso crucial en la comprensión y modelización de los ecosistemas de la Tierra.
Federación para la investigación: un proyecto ambicioso
Acogido por la nueva Federación para la Investigación de los Océanos de Tara (FR 2022), este proyecto multidisciplinar reúne a 20 laboratorios de Francia y del mundo entero para colaborar con la Fundación Tara Oceans, bajo los auspicios del CNRS, el CEA, el IRD, el EMBL y 5 universidades francesas.
Tara Oceans: recogida estandarizada de datos de los ecosistemas oceánicos
En 2008, el consorcio Tara Oceans (TO) decidió tomar muestras sistemáticas del mayor ecosistema de la Tierra, el plancton marino, durante dos navegaciones circunvalatorias a bordo de la goleta de investigación Tara. Se recogieron miles de muestras que abarcaban toda la gama de tamaños de la vida, desde las bacterias hasta los pequeños animales, e incluyendo los virus, para realizar análisis automatizados de imágenes y secuenciación de ADN. A partir de ellas hemos generado los mayores conjuntos de datos de secuencias de cualquier bioma de la Tierra, que ahora se han convertido en un recurso fundacional y ya han propiciado avances transformadores en biología, ecología, evolución, genómica y oceanografía.
Tara Oceans fue pionera en un proceso estandarizado para recoger, almacenar y analizar muestras y datos de ecosistemas planctónicos. Los datos recogidos son muy heterogéneos -incluyendo mediciones fisicoquímicas, genómicas, imágenes del plancton- y también son inmensos, lo que requiere una nueva estructura de base de datos. Iniciativas independientes están añadiendo ahora más datos, ampliando aún más las posibilidades de explorar la vida oceánica. La base de datos desarrollada por Tara Oceans representa el mayor recurso de acceso abierto a escala mundial basado en el genoma de los ecosistemas marinos.
Plancton
El plancton marino constituye el mayor bioma de la Tierra. En cada litro de agua de mar hay entre 10.000 y 100.000 millones de formas de vida, incluidos virus, procariotas (bacterias y arqueas), eucariotas unicelulares (protistas) y pequeños animales. Durante la historia de la vida en nuestro planeta, el plancton fue el responsable de generar el oxígeno atmosférico mucho antes de que aparecieran las plantas terrestres, y hoy sigue realizando la mitad de la fotosíntesis planetaria. El plancton es un componente clave del ciclo global del carbono y del clima, especialmente a través de la «bomba biológica de carbono» por la que el CO2 atmosférico se transforma en carbono orgánico y finalmente se transfiere al fondo del océano, donde puede ser secuestrado durante milenios. El plancton es el principal alimento de los peces y los mariscos, y constituye una enorme fuente, en gran medida sin explotar, de organismos únicos y compuestos bioactivos de interés para las bioindustrias y la economía azul.
La habitabilidad futura de nuestro planeta depende de los ecosistemas planctónicos
Objetivos y ambiciones de GO-SEE
Tara Oceans ha generado un tesoro de datos para abordar la naturaleza de los mecanismos que actúan en la evolución y que condujeron a la increíble diversidad genética de la vida en la Tierra. GO-SEE utilizará estos recursos y los combinará con las últimas tecnologías de las ciencias biológicas junto con la inteligencia artificial y el aprendizaje automático para mejorar nuestra comprensión de la estructura y la dinámica de un ecosistema planetario e integrarlo en los modelos del ciclo biogeoquímico de la Tierra. Al generar un modelo integral y multidisciplinar de un ecosistema completo, GO-SEE desvelará por primera vez los principios ecológicos y evolutivos básicos que subyacen al funcionamiento de un sistema vivo global en el planeta Tierra.
Comprender las propiedades fundamentales de los ecosistemas planctónicos (estructura, dinámica, evolución), y cómo se originó, complejizó y evolucionó la vida a nivel de ecosistema, es posiblemente el mayor reto científico de las próximas décadas. Es esencial para predecir el futuro de nuestra biosfera y aprender a vivir en sinergia con nuestro sistema terrestre.
El primer modelo completo y multidisciplinar de un ecosistema entero, que permite integrar los datos biológicos en los modelos del clima y del sistema terrestre
GO-SEE pretende integrar datos cuantitativos que representen toda la amplitud y profundidad de la biocomplejidad del plancton en los modelos de los sistemas oceánicos y terrestres, con el fin de mejorar su precisión y eficacia. Más adelante, los científicos pretenden ayudar a desarrollar la próxima generación de modelos climáticos, para informar a los responsables de la toma de decisiones y al público.
Una red multidisciplinar para capacitar y reunir a las partes interesadas, con el fin de lograr una gobernanza más sostenible para los océanos
GO-SEE pretende continuar con la filosofía iniciada por el proyecto Tara Oceans para implicar a científicos, estudiantes, público y responsables de la toma de decisiones, con el fin de formar un consenso global sobre la necesidad y los medios de apoyo al medio ambiente marino.
Evaluaciones críticas de la biodiversidad en el océano
Los investigadores son testigos de profundos cambios en la biodiversidad de los océanos, con migraciones y pérdidas de especies causadas por los cambios de temperatura, la pérdida de oxígeno y la acidificación. GO-SEE contribuirá a una futura observación multidisciplinar de la biodiversidad oceánica, tal y como se pide en los ODS de las Naciones Unidas y en la agenda oceánica del G7, entre otros.
Herramientas de predicción más precisas para los recursos pesqueros
Los modelos actuales para la pesca están cambiando con las nuevas tecnologías y la necesidad de una visión más holística de los ecosistemas oceánicos. GO-SEE impulsará la integración de los datos de los microbiomas oceánicos y las redes planctónicas en los modelos actuales.
Objetivos sociopolíticos
GO-SEE proporcionará a los responsables de la toma de decisiones información crucial para la gestión de infraestructuras y empresas en el actual contexto de incertidumbre climática y medioambiental.
Cooperación internacional y desarrollo de capacidades
En una lógica de cooperación, la Fundación Tara Oceans y el Fonds Français pour l’Environnement Mondial (FFEM) apoyan la creación de capacidades y la investigación en los países en desarrollo. Nuestro objetivo es desarrollar la cooperación internacional en las ciencias relacionadas con los ecosistemas oceánicos y apoyar una mayor consideración de los ecosistemas marinos en los foros de política oceánica existentes.
Ciencia y educación
El programa GO-SEE y la Fundación Tara son socios ideales para las infraestructuras educativas, a las que proporcionan actividades llave en mano sobre temas científicos e interdisciplinarios para todos los grupos de edad. Al estar lo más cerca posible de la recogida real de datos por parte de los científicos, los alumnos también obtienen una experiencia única de primera mano de cómo trabajan los «verdaderos científicos».
A la vanguardia de la innovación tecnológica
En la última década, Francia ha desarrollado los medios tecnológicos y conceptuales para comprender y modelizar un bioma a escala planetaria. En esta aventura internacional liderada por Francia, destacados laboratorios franceses (CNRS, CEA, PSL, SU, etc.), europeos (EMBL) y de todo el mundo han combinado sus conocimientos oceánicos durante las expediciones de Tara. Reconocidos en todo el mundo, nuestros avances científicos, tecnológicos y conceptuales pioneros han sido publicados en las principales revistas científicas.
Gracias a la inteligencia artificial, ahora estamos a punto de realizar descubrimientos relacionados con la modelización global de todo un ecosistema, imposible de conseguir hace unos años. Francia va un paso por delante con este programa Tara Oceans, basado en los amplios datos sobre los océanos, la innovadora pero frágil financiación público-privada y la capacidad de la Fundación Tara Oceans para informar al público en general y a los responsables de la toma de decisiones de los últimos conocimientos en ecología global.
Innovar, explorar, comprender y compartir
Para responder a nuestras expectativas –innovar, explorar y comprender siempre– el programa Tara Oceans está estructurado bajo la co-supervisión del CNRS, el CEA, el IRD, el EMBL y varias universidades. Reúne a 20 laboratorios y universidades francesas e internacionales, entre los que se encuentra el Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile, así como a la Fundación Tara Océans. Esta federación para la investigación marca un paso decisivo hacia la estructuración de un enfoque multidisciplinar de la ecología, con la ambición de crear en el futuro un Centro Europeo de Investigación de Excelencia en Ecología Global según un enfoque ecosistémico.
Instituciones participantes
