Ciencia
Obtienen los genomas de 317 microorganismos del océano profundo y más de la mitad corresponden a especies desconocidas
Estas organismos vivientes tienen un papel clave en los ciclos biogeoquímicos a escala planetaria
Un microscopio de bolsillo de alta resolución
El estudio liderado por investigadores del ICM-CSIC ha caracterizado centenares de nuevos genomas microbianos y ha revelado la gran versatilidad metabólica del microbioma de las profundidades oceánicas mediante el análisis de metagenomas recogidos a 4.000 metros durante la Expedición de circunnavegación Malaspina del 2010, un proyecto del Ministerio de Ciencia con el objetivo de estudiar los microorganismos de gran profundidad de las latitudes tropicales y subtropicales de los principales océanos de la Tierra.
Hasta ahora, se había supuesto que estos microorganismos, la mayoría bacterias y arqueus, eran principalmente heterótrofos - sólo incorporan del medio productos orgánicos-, y que dependían de la materia orgánica exportada desde la capa iluminada por el sol a través de partículas que se hunden, como gránulos fecales de zooplancton o agregados de fitoplancton. No obstante, la producción de moléculas orgánicas complejas a partir del CO₂ en ausencia de luz (quimiolitoautotrofia) también se había considerado como una posible estrategia que sustenta la elevada actividad respiratoria observada en el océano más profundo y oscuro.
En cambio, el trabajo publicado ahora sugiere que la estrategia mixta, es decir, la mixotrofia, que se refiere a la capacidad de utilizar diferentes fuentes de energía y carbone para funcionar como autótrofo -nutrición con dióxido de carbono como única fuente- o heterótrofo, es común entre las bacterias y arqueus.
«Gracias al análisis de 58 metagenomas microbianos del océano batipelágico, mayoritariamente de 4.000 metros de profundidad, hemos podido construir la 'Malaspina Gene DataBase', que incluye más de 600.000 nada únicos de estas comunidades microbianas y que no se hubieran observado antes», explica la investigadora del ICM y autora principal del estudio Silvia G. Acinas. «El 63% de estos nada no se pueden asociar a ninguna función conocida y seguramente serán importantes para el funcionamiento del ecosistema del océano profundo», añade la investigadora.
«Con estos metagenomas hemos reconstruido 317 genomas microbianos del océano profundo que incluyen una notable novedad taxonómica, con más del 68% de los genomas bacterianos y más del 58% de los genomas de arqueus pertenecientes a especies todavía no descritas», destaca Pablo Sánchez, otro de los investigadores del ICM que ha participado en el estudio. «Estos recursos son únicos para que la comunidad científica pueda comprobar otras hipótesis sobre el funcionamiento del océano profundo», recalca.
El estudio, publicado en la revista especializada 'Communications Biology', también revela nuevos genomas de procariotas quimiolitoautótrofos y mixótrofos, así como de bacterias diazotróficos, es decir, microbios capaces de fijar el nitrógeno, pero que no son cianobacterias. Curiosamente, algunos de estos genomas fijadores de nitrógeno tienen al mismo tiempo el potencial genético para la autotrófia, y esta estrategia no se había observado antes en el océano profundo.
«Curiosamente, las comunidades microbianas que viven libremente en la columna de agua (los microbios de vida libre) son metabólicamente diferentes de las que están mayoritariamente asociadas en las partículas (microbios adheridos a las partículas) en este ecosistema inexplorado, independientemente de su biogeografía», señala el investigador del ICM que ha coordinado la parte de microbiología de Malaspina, Josep M. Gasol.