Las bacterias marinas deambulan por nuestros océanos en cantidades asombrosas, y los procariotas se encuentran entre las formas de vida más abundantes de la Tierra.
Los científicos han reconocido desde hace mucho tiempo la importancia de estos microbios en el mantenimiento de los ciclos de nutrientes de los océanos, incluidos el carbono, el nitrógeno, el azufre y el fósforo.
Regulan el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el agua y el aire. Sin embargo, con las tecnologías genómicas avanzadas, muchos linajes bacterianos siguen sin explorarse.
Algunos aparecen sólo en determinadas zonas, otros se mueven en las aguas del planeta. Trabajos recientes han atraído nueva atención sobre estos actores bacterianos, lo que ha impulsado más investigaciones sobre cómo sus diversas capacidades afectan los ecosistemas marinos y los procesos globales.
Vida extraordinaria bajo la superficie
Los científicos que examinaron el agua de mar de la Bahía de Blanes, en el noroeste del Mediterráneo, descubrieron 26 nuevas cepas bacterianas que representan 23 nuevas especies marinas y seis géneros distintos. Cada especie muestra rasgos específicos que pueden proporcionar pistas sobre las adaptaciones del océano que sustentan la vida.
«La secuenciación masiva nos ayuda a comprender las comunidades bacterianas en su conjunto», afirma X. Rey Velasco (ICM-CSIC).
Estos organismos se identificaron mediante el análisis de características celulares y datos genéticos, y su descubrimiento confirmó que los microbios marinos siguen siendo una frontera importante para la investigación.
Sus perfiles inusuales pueden explicar los procesos detrás del recambio de nutrientes en ambientes costeros, destacando cómo una pequeña muestra puede producir una diversidad notable.
Beneficio de Blaine’s Bay
La Bahía de Blanes alberga una estación de muestreo permanente que permite a los investigadores controlar la vida microbiana en invierno, primavera, verano y otoño. Su conveniente ubicación a aproximadamente media milla en el Mar Mediterráneo permite una recopilación de datos consistente durante todo el año.
Observar el mismo sitio en diferentes estaciones proporciona una visión valiosa de las condiciones cambiantes y los cambios microbianos. En los meses más cálidos, por ejemplo, algunas bacterias pueden florecer, mientras que las temperaturas más frías favorecen a otras.
Este enfoque anual captura fluctuaciones que menos estudios pasan por alto. La bahía es un centro central para la investigación oceanográfica porque refleja las variaciones que se encuentran en muchas aguas costeras templadas.
Bacterias marinas y ciclos de nutrientes.
Los microbios marinos realizan gran parte de la respiración del océano y actúan como agentes clave en las transformaciones de nutrientes. Las cepas recientemente descritas muestran diferentes capacidades relacionadas con la fijación de carbono, el metabolismo del nitrógeno y el procesamiento de compuestos de azufre.
Algunos parecen ser expertos en lidiar con la materia orgánica disuelta, convirtiéndola en partículas que otros organismos consumen. Otros reducen los niveles de nitrógeno de una manera que minimiza la formación de compuestos nocivos.
Al mapear sus detalles genómicos, los investigadores descubrieron vías que permiten a estas bacterias reciclar elementos esenciales. Estas actividades mantienen el equilibrio ecológico en las zonas costeras, las aguas abiertas y las capas profundas del mar.
Cobertura global confirmada
Después de aislar estas cepas, los investigadores compararon sus secuencias genéticas con conjuntos de datos globales de proyectos como Tara Oceans.
Varias especies recientemente descritas aparecen en regiones polares, cinturones subtropicales y mares templados, lo que sugiere un éxito ecológico generalizado.
Algunos miembros de la clase Flavobacteriaceae son particularmente abundantes, aunque algunos grupos se encuentran en menor número.
El seguimiento de la distribución de las bacterias marinas ha demostrado que estas bacterias se adaptan a diferentes condiciones cerca o mar adentro de la costa.
Comprender cómo sobreviven en diferentes entornos puede conducir a descubrimientos sobre las conexiones de la red alimentaria y la resiliencia frente al estrés ambiental. Esto subraya su importancia potencial en los procesos oceánicos de todo el mundo.
Homenaje a las mujeres pioneras
Al nombrar las nuevas especies de bacterias marinas, los investigadores honraron a varias microbiólogas cuyos logros dieron forma a la forma en que investigamos la vida marina en la actualidad.
Estos individuos tenían conocimientos avanzados sobre cómo los microbios prosperan en áreas saladas y pobres en nutrientes y cómo responden a los cambios de temperatura o a las fuentes de carbono disponibles.
Esta elección desafía la tendencia histórica de conmemorar principalmente a científicos varones. Invita a las generaciones futuras de investigadores a apreciar y aprovechar las contribuciones de las mujeres que dieron forma a la microbiología moderna.
Otras razas recibieron etiquetas inspiradas en características locales, vinculándolas con las condiciones específicas y los antecedentes culturales de Blaines Bay.
El alcance de la exploración microbiana está creciendo
«Aunque Blaines Bay es probablemente el ecosistema marino costero más estudiado del mundo desde una perspectiva microbiológica, cada vez que nos detenemos a mirar en detalle descubrimos nuevas especies y nuevos aspectos de su ecología», afirmó Joseph M. Gasol (ICM) respondió. )
A pesar de la atención que ha recibido la Bahía de Blanes, se están descubriendo nuevas formas de vida marina. Los científicos planean investigar estas especies inusuales en diversas condiciones de laboratorio, donde serán probadas para determinar si pueden utilizar fuentes de energía alternativas o sobrevivir en condiciones duras.
Aclara cómo responden las comunidades marinas a los cambios climáticos, los eventos de contaminación o los cambios en la disponibilidad de nutrientes.
El cultivo de diversas bacterias es esencial para perfeccionar los experimentos de laboratorio sobre su metabolismo, interacciones y vías evolutivas. Al unir métodos basados en cultivos y secuenciación de ADN a gran escala, los investigadores pueden aprender más sobre cómo estos organismos ayudan a regular las condiciones en la columna de agua.
Los hallazgos de Blaines Bay sugieren que la complejidad oculta de los microbios marinos no tiene fin. Su estudio no sólo amplía nuestra comprensión de la vida microscópica sino que también proporciona pistas sobre la respuesta del océano a los cambios ambientales en curso.
A medida que mejora la recopilación de datos, ofrece la oportunidad de predecir cómo los hábitats marinos afrontarán los desafíos del mañana.
El futuro de la investigación sobre bacterias marinas
Estos nuevos conocimientos tienen importancia práctica. Algunas cepas pueden producir enzimas que descomponen contaminantes o reciclan nutrientes de manera que protegen la vida marina.
Las industrias basadas en los océanos pueden explotar sus características para la acuicultura y la gestión de recursos sostenibles.
El trabajo en diferentes áreas revelará más bacterias y perfeccionará nuestra comprensión sobre cómo podemos conservar los hábitats submarinos en todo el mundo.
El estudio fue publicado en la revista Fronteras en microbiología.
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