El plàncton és la base de la cadena alimentària en el mar, produeix el 50% de l'oxigen que respirem i alhora retira CO2 de l'atmosfera. Aquestes funcions depenen de la distribució de les diferents espècies fotosintètiques que formen part del plàncton, i els cianobacteris del gènere Synechococcus tenen un paper fonamental en aquest procés. Els organismes fitoplanctònics, que necessiten llum solar per a la fotosíntesi, han d'adaptar-se a la disponibilitat de la llum.
El plàncton és la base de la cadena alimentària en el mar, produeix el 50% de l'oxigen que respirem i alhora retira CO2 de l'atmosfera. Aquestes funcions depenen de la distribució de les diferents espècies fotosintètiques que formen part del plàncton, i els cianobacteris del gènere Synechococcus tenen un paper fonamental en aquest procés. Els organismes fitoplanctònics, que necessiten llum solar per a la fotosíntesi, han d'adaptar-se a la disponibilitat de la llum. Investigadors de diverses institucions, entre elles l’ICM-CSIC, i liderats per científics del CNRS i el CEA, han aconseguit demostrar que aquelles espècies que tenen una major adaptació a canviar els seus pigments fotosintètics segons les condicions de llum existents són les mes exitoses.
En l'estudi “Light color acclimation is a key process in the global ocean distribution of Synechococcus cyanobacteria", un equip internacional d'investigadors ha analitzat la distribució global dels cianobacteris marins del gènere Synechococcus, que sembla ser un dels grups de fitoplàncton més pigmentats. Se sap que alguns grups tenen una pigmentació fixa que els permet capturar preferentment determinats tipus de llum. Altres poden, com els camaleons, canviar la seva pigmentació per capturar preferentment la llum blava o la verda, depenent del color dominant de l'aigua de mar que els envolta, un fenomen anomenat "aclimatació cromàtica". No obstant això, fins ara es desconeixia en quina proporció coexistien aquests diferents tipus de pigments en diferents ambients lumínics.
Per respondre aquesta pregunta, un equip d'investigadors de l'Estació Biològica de Roscoff, liderat per la Dra. Laurence Garczarek, ha desenvolupat un mètode bioinformàtic per identificar i quantificar cadascun dels tipus de pigments de Synechococcus d’entre el gran volum de dades metagenòmiques de la campanya Tara Oceans, una expedició que va mostrejar els mars del globus durant dos anys i mig. El primer autor del treball, Théophile Grébert, comenta que "s'ha usat una combinació de tres gens, que codifiquen les proteïnes biosintètiques del pigment d'antena fotosintètica, per obtenir un mapa de distribució global de tots els tipus de pigments de Synechococcus en l'oceà global" (vegeu imatge superior-dreta).
Els grups de Synechococcus més camaleònics “són els més abundants, representen fins a un 40% del total de la població (veure imatge inferior), i la seva distribució és molt àmplia, incloent-hi latituds altes, la importància de les quals fins ara no s'havia sospitat, i on s'han descobert fins i tot noves variants genètiques naturals", explica la Dra. Silvia Acinas, investigadora de l’ICM-CSIC. Aquest estudi, assenyala, “es va obtenir de l'expedició global Tara Oceans, que va generar un inventari genètic de més de 40 milions de gens no redundants procedents de 243 metagenomes marins d'alta resolució, amb els quals es poden fer estudis de biogeografia de qualsevol gen funcional”.
Aquesta capacitat d'adaptació és un avantatge important per a aquests organismes planctònics, que són arrossegats pels corrents en àrees on el color de l'aigua varia, ja que els permet realitzar la fotosíntesi de manera eficient i subministrar energia a la resta de la xarxa tròfica. Aquest descobriment representa un gran avenç en el coneixement d'aquests organismes, i demostra que són excel·lents bioindicadors de canvi climàtic.
Referència bibliogràfica:
Light color acclimation is a key process in the global ocean distribution of Synechococcus cyanobacteria. Théophile Grébert, Hugo Doré, Frédéric Partensky, Gregory K. Farrant, Emmanuel S. Boss, Marc Picheral, Lionel Guidi, Stéphane Pesant, David J. Scanlan, Patrick Wincker, Silvia G. Acinas, David M. Kehoe and Laurence Garczarek, PNAS, 12 February 2018.