Investigadors de l'ICM han participat en un estudi internacional on s’ha creat un mapa dels patrons de distribució dels dos gèneres més abundants de fitoplàncton marí: Prochlorococcus i Synechococcus. Aquests organismes tenen un paper fonamental en el cicle del carboni, en absorbir el diòxid de carboni atmosfèric, i són responsables de prop del 25% de la producció primària de matèria orgànica en els oceans.
Investigadors de l'ICM han participat en un estudi internacional on s’ha creat un mapa dels patrons de distribució dels dos gèneres més abundants de fitoplàncton marí: Prochlorococcus i Synechococcus. Aquests organismes tenen un paper fonamental en el cicle del carboni, en absorbir el diòxid de carboni atmosfèric, i són responsables de prop del 25% de la producció primària de matèria orgànica en els oceans. El treball, que ha estat publicat a la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ha permès definir noves poblacions de fitoplàncton en certes zones oceàniques.
Els resultats han estat obtinguts a partir de les mostres recollides a bord de l'expedició Tara Oceans. Per a la seva anàlisi, els investigadors han fet servir una tècnica innovadora basada en la captura de fragments d'ADN ambiental obtinguts mitjançant el que es denomina metagenòmica. Aquesta consisteix en un mètode que permet estudiar el conjunt de genomes dels éssers vius que habiten en un ambient (en aquest cas, el conjunt de microorganismes), sense necessitat de cultivar-los en el laboratori. D'aquesta manera, els científics han obtingut una nova visió de la biodiversitat i de la distribució dels cianobacteris de l'oceà global.
"La reconstrucció de gens a partir de metagenomas ambientals ens obre una porta cap a la biodiversitat que, fins fa molt poc, era gairebé impossible descobrir", explica Francisco M. Cornejo, un dels autors del treball, del Departament de Biologia Marina i Oceanografia l'ICM. Aquesta nova forma d'abordar la biodiversitat és el que ha fet possible definir noves poblacions de fitoplàncton que habiten en regions oceàniques concretes i descobrir una microdiversitat de cianobacteris fins ara oculta. "Abans –afegeix l'investigador– consideràvem com una població el que ara sabem que són poblacions diferents de cianobacteris".
Les anàlisis es basen en l'ús del marcador genètic d'alta resolució petB, que comparteixen les espècies que conformen el fitoplàncton, en lloc del gen 16S rRNA ribosòmic, marcador universal emprat per descriure la diversitat bacteriana.
Bases de dades
Segons assenyala Silvia G. Acinas, també investigadora de l'ICM i coordinadora del consorci de procariotes de Tara Oceans, "la metagenòmica s'ha convertit en una eina indispensable per a qualsevol estudi de biodiversitat, sobretot de comunitats complexes com les poblacions de cianobacteris marins". Els estudis d'ecologia molecular s'enfronten sovint a l'absència de bases de dades de referència per estudiar i definir la biodiversitat correctament i per això, com puntualitza Acinas, "són fonamentals les campanyes oceanogràfiques globals com la Tara Oceans o l'expedició Malaspina per descobrir i, sobretot, donar un sentit ecològic a la biodiversitat de procariotes marins".
El treball intenta entreveure també les causes o condicions ambientals que fan que les poblacions d'aquestes cianobacteris no estiguin distribuïdes d'una manera homogènia en els oceans del planeta. Els científics apunten que la seva presència pot estar condicionada per la combinació de factors com la disponibilitat de nutrients, elements com el ferro, la quantitat de llum que penetra a la columna d'aigua o la temperatura oceànica.
En aquesta investigació han col·laborat al Centre National de la Recherche Scientifique (França), la Macquarie University (Austràlia), la University of Warwick (Regne Unit), el Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (França) i la Stazione Zoologica Anton Dohrn (Itàlia).
Article de referència
G. K. Farrant, H. Doré, F. M. Cornejo-Castillo, F. Partensky, M. Ratin, M. Ostrowski, F. D. Pitt, P. Wincker, D. J. Scanlan, D. Iudicone, Silvia G. Acinas y L. Garczarek. Delineating ecologically significant taxonomic units from global patterns of marine picocyanobacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.1524865113