A l' “A Fons” d'aquest mes entrevistem la Marta Sebastián, oceanògrafa experta en comunitats microbianes marines i el seu impacte en els cicles biogeoquímics globals.
La Marta Sebastián va aterrar a l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) fa ja 15 anys, després de llicenciar-se en Ciències del Mar a Cadis, doctorar-se en oceanografia biològica a Màlaga i especialitzar-se en el camp de l'ecologia de microorganismes marins durant la seva estada als Estats Units com a investigadora postdoctoral. La fascinen aquests petits éssers invisibles a l'ull humà que exerceixen un paper clau en els cicles biogeoquímics globals. Actualment, es dedica a estudiar-los mitjançant tècniques com la seqüenciació d'ADN, que permet aprofundir en la seva biogeografia, diversitat i potencial metabòlic, que defineix tot allò que podrien fer. Ens respon a aquestes preguntes a bord del vaixell oceanogràfic Sarmiento de Gamboa durant la campanya MICOLOR 2, que s'ha dut a terme a l'Atlàntic aquest mes de maig.
1. Quin ha estat el teu rol en aquesta darrera campanya atlàntica?
L'expedició tenia com a objectiu estudiar els microorganismes associats a partícules marines. Aquestes partícules són partícules orgàniques, és a dir, de carboni. Les produeixen a la superfície de l'oceà els productors primaris i viatgen fins al fons com si fossin flocs de neu, és el que es coneix com a neu marina. Durant el viatge, aquestes partícules es van transformant a conseqüència de l'acció dels microorganismes, i això té un impacte sobre la quantitat de carboni que viatja al fons de l'oceà. En aquesta darrera campanya m'encarregava de filtrar grans volums d'aigua amb filtres de diferents mides per estudiar la comunitat de microorganismes en partícules de diferents mides. A més, juntament amb una estudiant de doctorat, hem fet experiments per veure com es transformen aquestes partícules amb el temps.
2. Explica'ns, com és un dia al vaixell?
Doncs els dies als vaixells són llargs, però a mi m'encanten perquè sempre hi ha una estona que pots sortir a mirar el mar, o un avís de dofins a babord i sortim tots corrents a veure'ls. En aquesta campanya arribàvem més o menys a les 7 del matí a una estació (un punt de l'oceà) i hi treballàvem fins les 7 de la tarda, quan posàvem rumb a la següent estació. Durant el dia utilitzàvem diferents dispositius per aconseguir partícules: una marine snow catcher (atrapa neu marina), que és una ampolla de 100 litres de volum amb què recollíem aigua a 200 metres de profunditat. També agafàvem aigua amb una roseta de 24 ampolles de 12 litres que s'anaven tancant a diferents profunditats, des dels 1500 metres fins a la superfície. Finalment, utilitzàvem xarxes de plàncton per recollir zooplàncton.
3. Quins resultats espereu de les mostres recollides?
Esperem tenir un bon coneixement de les comunitats associades a partícules marines i com varien amb la profunditat a mesura que les partícules viatgen al fons de l'oceà.
4. Per què són tan importants aquestes comunitats?
Les comunitats de procariotes (bacteris i arqueobacteris) són clau en la major part de transformacions químiques del nostre planeta. El fitoplàncton captura una gran quantitat de CO₂ atmosfèric durant el procés de fotosíntesi, i aquest carboni queda atrapat en forma de partícules. Si aquestes partícules es degraden molt ràpidament, el CO₂ torna a l'atmosfera, però si, per contra, les partícules van al fons de l'oceà, aquest carboni es retira de la superfície i queda segrestat durant centenars d'anys i esmorteeix l'escalfament global. Per això és important saber com afecta la identitat dels procariotes a aquesta degradació, i quins factors influeixen en què sigui més ràpida o més lenta.
5. És veritat que tenen una gran capacitat de resistència?
Sí, s'han trobat procariotes amb gel i sediments que han aconseguit reviure després de milers d'anys. Alguns bacteris són capaços de formar espores, però la gran majoria dels procariotes entren en un estat de latència (o no creixement), si bé encara no se sap ben bé com ho fan. De fet, jo tinc ara un projecte destinat a estudiar aquest procés d'entrada en latència en bacteris marins.
6. Heu notat algun canvi en les comunitats a causa del canvi global?
Algunes companyes i companys han notat que les cèl·lules estan fent-se cada cop més petitetes, però encara és aviat per saber si hi ha hagut canvis en la diversitat, per exemple, ja que disposem de tècniques per estudiar la diversitat des de fa poc més de 20 anys.
7. De quines tècniques parlem?
L'estudi dels procariotes marins ha evolucionat paral·lelament al desenvolupament de tècniques. Als anys 70 es feia amb microscopis d'epifluorescència, cosa que va permetre veure que els procariotes eren molt abundants a l'oceà. A finals dels 80 es van començar a fer servir citòmetres de flux, que permeten comptar l'abundància de procariotes de manera ràpida i veure algunes propietats de les comunitats, com per exemple si les cèl·lules són més grans o més petites. A partir dels 90 es van començar a fer servir tècniques moleculars que permetien veure la diversitat i identitat dels procariotes més abundants. Finalment, des de mitjans de la dècada del 2000, el desenvolupament de les tècniques de seqüenciació massiva ha revolucionat la manera d'estudiar les comunitats microbianes.
8. Per què?
Gràcies a les últimes tècniques de seqüenciació d'ADN podem revelar la identitat de gran part dels procariotes que componen una comunitat, estudiar-ne la biogeografia, el potencial metabòlic o com són d'actius. Això és important perquè malgrat morfològicament els bacteris ens semblin tots iguals, poden arribar a ser molt més diferents entre si (evolutivament parlant) que un humà i un mosquit. Amb la combinació de totes aquestes tècniques podem aprendre molt del funcionament de les comunitats i com poden evolucionar en un futur.
9. Fins a quin punt és important la multidisciplinarietat a l'hora d'estudiar les comunitats microbianes marines?
Jo tinc un passat molt multidisciplinari, ja que la carrera de Ciències del Mar proporciona coneixements sobre la física, la química, la geologia i la biologia de l'oceà. Això és molt valuós, i encara que jo m'hagi especialitzat en l’àmbit de la biologia, per exemple, la distribució del plàncton ve determinada pels corrents marins i altres estructures físiques de l'oceà, així que és important tenir-ho en compte.
10. Quin camí haurien de seguir les investigacions futures?
Crec que han de continuar combinant tècniques que ens permetin tenir una entesa predictiva de com un canvi de diversitat del microbioma marí pot afectar el funcionament de l'ecosistema.