El plancton es la base de la cadena alimentaria en el mar, produce el 50% del oxígeno que respiramos y a la vez retira CO2 de la atmósfera. Estas funciones dependen de la distribución de las diferentes especies fotosintéticas que componen el plancton, y las cianobacterias del género Synechococcus tienen un papel fundamental en este proceso. Los organismos fitoplanctónicos, que necesitan luz solar para la fotosíntesis, deben adaptarse a la disponibilidad de la luz.
El plancton es la base de la cadena alimentaria en el mar, produce el 50% del oxígeno que respiramos y a la vez retira CO2 de la atmósfera. Estas funciones dependen de la distribución de las diferentes especies fotosintéticas que componen el plancton, y las cianobacterias del género Synechococcus tienen un papel fundamental en este proceso. Los organismos fitoplanctónicos, que necesitan luz solar para la fotosíntesis, deben adaptarse a la disponibilidad de la luz. Investigadores de diversas instituciones, entre ellas del ICM-CSIC, y liderados por científicos del CNRS y el CEA, han logrado demostrar que aquellas especies con mayor adaptación a cambiar sus pigmentos fotosintéticos según las condiciones de luz existentes son las más exitosas.
En el estudio “Light color acclimation is a key process in the global ocean distribution of Synechococcus cyanobacteria", un equipo internacional de investigadores ha analizado la distribución global de las cianobacterias marinas del género Synechococcus, que parece ser uno de los grupos de fitoplancton más pigmentados. Se sabe que algunas cepas tienen una pigmentación fija que les permite capturar preferentemente determinados tipos de luz. Otras cepas pueden, como los camaleones, cambiar su pigmentación para capturar preferentemente la luz azul o verde, dependiendo del color dominante del agua de mar ambiente, un fenómeno llamado "aclimatación cromática". Sin embargo, hasta ahora no se sabía en qué proporción coexistían estos diferentes tipos de pigmentos en diferentes entornos de luz.
Para responder a esta pregunta, un equipo de investigadores de la Estación Biológica de Roscoff, liderado por la Dra. Laurence Garczarek, ha desarrollado un método bioinformático para identificar y cuantificar cada uno de los tipos de pigmentos de Synechococcus de entre el gran volumen de datos metagenómicos de la campaña Tara Oceans, una expedición que muestreó los mares del globo durante dos años y medio. El primer autor del trabajo, Théophile Grébert, comenta que "se ha usado una combinación de tres genes, que codifican las proteínas biosintéticas del pigmento de antena fotosintética, para obtener un mapa de distribución global de todos los tipos de pigmentos de Synechococcus en el océano global" (ver imagen superior-derecha).
Las grupos de Synechococcus más camaleónicas “son las más abundantes (ver imagen inferior), representan hasta un 40% del total de la población y su distribución es muy amplia, incluyendo latitudes altas, cuya importancia hasta ahora no se había sospechado, y donde se han descubierto hasta nuevas variantes genéticas naturales", explica la Dra. Acinas, investigadora del ICM-CSIC. Este estudio, señala, “se obtuvo de la expedición global Tara Oceans, que generó un inventario genético de más de 40 millones de genes no redundantes procedentes de 236 metagenomas marinos de alta resolución, con los cuales se pueden hacer estudios de biogeografía de cualquier gen funcional”.
Esta capacidad de adaptación es una ventaja importante para estos organismos planctónicos, que son arrastrados por las corrientes en áreas donde el color del agua varía, ya que les permite realizar la fotosíntesis de manera eficiente y suministrar energía al resto de la red trófica. Este descubrimiento representa un gran avance en el conocimiento de estos organismos, y demuestra que son excelentes bioindicadores de cambio climático.
Referencia bibliográfica:
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.