Ecología

Bacterias oceánicas tan sorprendentes como reveladoras

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La metapangenómica (una estrategia de estudio que analiza tanto los genomas como el ADN del bioma) revela que en el potencial metabólico del ubicuo linaje de ciertas bacterias marinas identificadas pertenecientes al clado SAR324, existen cambios muy específicos que dependen de la profundidad.

Los microbiomas oceánicos desempeñan un papel fundamental en el ciclo global del carbono y son fundamentales para la transformación y el reciclaje de este elemento y de toda la energía en el interior del océano. El SAR324 es una ramificación no cultivada y ubicua pero poco conocida de una Deltaproteobacteria, que habita en toda la columna de agua, desde las simas abisales del océano hasta su capa más superficial.

Aunque se han logrado algunos avances en el esclarecimiento de los rasgos metabólicos potenciales que tiene el SAR324 cuando se lo encuentra en la zona más profunda y oscura del océano, se sabía muy poco sobre la ecología y las capacidades metabólicas de este grupo en las zonas crepuscular y eufótica.

Para investigar la genómica comparativa, el potencial fisiológico y la ecología del clado SAR324, los científicos examinaron la variabilidad y distribución de las características genómicas clave y las vías metabólicas de este tipo de bacterias, que habita uno de los biomas más grandes de la tierra: el giro subtropical del Pacífico norte, donde se las encuentra desde las aguas superficiales hasta las áreas de mayor profundidad.

Resultados más que sorprendentes

El equipo empleó un enfoque ecológico del tipo pangenómico, combinando conjuntos de datos de genoma único amplificado, metagenómico y metatranscriptómico, resueltos a nivel espacio temporal. Los datos revelaron una diversidad genómica sustancial en todo el clado SAR324, con distribuciones distintas de profundidad y temporalidad, que diferenciaban claramente los ecotipos.

La delimitación del subclado filogenómico, las similitudes de características genómicas, las distribuciones ambientales y las capacidades metabólicas de estas bacterias, revelaron una fuerte congruencia. Los cuatro ecotipos SAR324 delineados en este estudio tenían una sorprendente divergencia entre sí, con respecto a sus potenciales metabólicos específicos esperados según su hábitat.

Los ecotipos de las bacterias que se comprobó que vivían en las zonas más profundas y oscuras del océano o en las áreas crepusculares, comparten características genómicas y capacidades metabólicas muy similares, consistentes con un estilo de vida quimiolitoautotrófico, que se basa en el azufre.

En cambio, aquellos que habitan en los segmentos más superficiales del océano y por tanto reciben la influencia de los rayos solares, mostraron vías metabólicas diferentes, más relacionadas con un tipo de energía de mayor plasticidad, por lo que se les atribuye un presunto estilo de vida fotoheterótrofo.

En los ecotipos epipelágicos de SAR324, el grupo de científicos pudo observar la presencia de dos tipos de rodopsinas de bombeo de protones, así como comprobaron la evidencia genómica, transcriptómica y ecológica de una existencia fotoheterotrofia activa, basada en proteínas captadoras de luz, muy similares a las xantorrodopsinas.

Conclusiones de gran importancia biótica

La combinación de perfiles metagenómicos, pangenómicos y metatranscriptómicos que emplearon los científicos que estudiaron esta ramificación de las Deltaproteobacterias, les permitió realizar un estudio comparativo que reveló la existencia de una sorprendente divergencia.

Esto era evidente en las estrategias de estilo de vida, la distribución vertical, el potencial metabólico y la composición genómica predichas, de los miembros del clado bacteriano SAR324 que comparten el mismo sector geográfico del océano.

Los resultados, que fueron publicados en Microbioma volumen 9 (artículo 172) destacan la utilidad de los enfoques metapangenómicos que los científicos emplearon a través de gradientes ambientales, que les permitió descifrar las propiedades, los rasgos ecológicos y la variación en la función de ciertos clados filogenéticos específicos dentro de microbiomas mayores y más complejos.

Fuente: Energias Renovables

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