El investigador del grupo de Genómica Evolutiva de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche Mario López Pérez ha presentado en San Francisco (EE.UU.) un estudio en el que se analizan todos los genomas de las distintas especies microbianas presentes en el mar Mediterráneo. Este trabajo señala que, en función de la profundidad y de la época del año -de los que resultan una distinta incidencia de la luz y por lo tanto distinta temperatura y disponibilidad de nutrientes-, se encuentran microbios diferentes. Identificar las poblaciones microbianas del mar es crítico para conocer cómo sus procesos metabólicos afectan a la producción primaria, es decir, a la fotosíntesis, al ciclo del carbono y al del nitrógeno.

Fuente: UMH

El estudio se ha realizado a unas 60 millas náuticas de la costa de Alicante. Los investigadores tomaron muestras en verano y en invierno para comparar las poblaciones microbianas presentes en cada época del año. Recogieron agua a intervalos de 15 metros de profundidad a lo largo de toda la zona fótica -los primeros 90 metros-, donde alcanza la luz del sol. Según los investigadores, en esta zona se encuentra el ecosistema más productivo de toda la biosfera.

Aunque limitado a una ubicación concreta en el Mediterráneo, el estudio tiene profundas implicaciones para comprender cómo las comunidades microbianas marinas varían con la profundidad dentro de la zona fótica en las diferentes estaciones del año. El investigador de la UMH López Pérez explica que los mares y océanos cubren más del 70% de la superficie de la Tierra, albergan la mayor parte de su biomasa y contribuyen a todos los ciclos globales de materia y energía. Los microorganismos marinos producen la materia orgánica y el oxígeno necesarios para mantener la vida y facilitar el almacenamiento, transporte y rotación de elementos biológicos clave. Por lo tanto, los microorganismos son la base de la vida y son de importancia crítica para la habitabilidad y la sostenibilidad del planeta.

En el Mediterráneo, la columna de agua está estratificada por estaciones, generalmente de marzo a noviembre. Durante el otoño e invierno, la disminución de la temperatura cerca de la superficie conduce a la mezcla vertical de la columna de agua y promueve el afloramiento de nutrientes desde la zona mesopelágica (de los 200 a los 1.000 metros de profundidad) a la eufótica (donde penetra suficiente luz para permitir la fotosíntesis). La disponibilidad de estos nutrientes resulta en floraciones de fitoplancton durante la primavera. Según los investigadores de la UMH, cuando estas floraciones decaen, se libera una gran cantidad de nutrientes y esta perturbación ecológica remodela la composición de la comunidad procariótica.

Los investigadores del Grupo de Genómica Evolutiva de la UMH reconstruyeron 94 nuevos genomas de organismos presentes y examinaron la distribución de microbios marinos mediante el reclutamiento metagenómico. Esta técnica permite analizar la información genética contenida en una muestra sin necesidad de aislar o cultivar cada uno de los organismos presentes.

Para completar el rompecabezas de la biodiversidad en esta zona, el investigador Mario López Pérez y su grupo utilizaron “genómica de célula única”. Esta técnica permite observar las diferencias genéticas entre células aparentemente idénticas. Exploraron las variaciones genómicas entre distintas especies (macrodiversidad) y las variaciones dentro de la misma especie (microdiversidad) de las poblaciones de SAR11. Estas bacterias marinas heterótrofas son las más abundantes del planeta, se distribuyen a lo largo de los océanos y representan aproximadamente el 25% de todas las células de plancton. Son muy difíciles de obtener en cultivo puro, por lo que sólo a través de técnicas como la metagenómica y la genómica de célula única es posible obtener información de su genoma.

El estudio se ha presentado en el congreso más importante de microbiología del mundo, el ASM Microbe 2019, celebrado en San Francisco recientemente. La Sociedad Americana de Microbiología, organizadora del evento, invitó al investigador de la UMH a dar la ponencia «Ecogenómica de microbiomas marinos a través de un perfil de profundidad», encuadrada en la sección “Arrojar luz sobre la ecología y la evolución de las poblaciones microbianas mediante la metagenómica comparativa”.

Estudiar las poblaciones microbianas del mar es clave para conocer el equilibrio ecológico. El nivel de oxígeno en los océanos disminuye debido al cambio climático y, dado que las grandes masas de agua son los mayores productores de oxígeno de la Tierra, la metagenómica se ha convertido en una herramienta imprescindible para tomar el pulso a la vida en el planeta.