Marta Sebastián: “Las bacterias son clave en la mayor parte de transformaciones químicas de nuestro planeta”

Marta Sebastián aterrizó en el Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) hace ya 15 años, después de licenciarse en Ciencias del Mar en Cádiz, doctorarse en oceanografía biológica en Málaga y especializarse en el campo de la ecología de microorganismos marinos durante su estancia en Estados Unidos como investigadora postdoctoral. Le fascinan estos pequeños seres invisibles al ojo humano que tienen un papel clave en los ciclos biogeoquímicos globales. En la actualidad se dedica a estudiarlos mediante técnicas como la secuenciación de ADN, que permite ahondar en su biogeografía, diversidad y potencial metabólico, que define todo aquello que podrían hacer. Nos responde a estas preguntas a bordo del buque oceanográfico Sarmiento de Gamboa durante la campaña MICOLOR 2, que se ha llevado a cabo en el Atlántico este mes de mayo.

1. ¿Cuál ha sido tu rol en esta última campaña atlántica?

La expedición tenía como objetivo estudiar los microorganismos asociados a partículas marinas. Estas partículas son partículas orgánicas, es decir, de carbono. Las producen en la superficie del océano los productores primarios y viajan hasta el fondo como si fueran copos de nieve, es lo que se conoce como nieve marina. Durante el viaje, estas partículas se van transformando como consecuencia de la acción de los microorganismos, y eso tiene un impacto en la cantidad de carbono que viaja al fondo del océano. En esta última campaña me encargaba de filtrar grandes volúmenes de agua con filtros de distintos tamaños para estudiar la comunidad de microorganismos en partículas de distintos tamaños. También, junto con una estudiante de doctorado, hemos hecho experimentos para ver cómo se transforman estas partículas con el tiempo.

2. ¿Cómo es un día en el barco?

Pues los días en los barcos son largos, pero a mí me encantan porque siempre hay un rato que puedes salir a mirar el mar, o un aviso de delfines a babor y salimos todos corriendo a verlos. En esta campaña llegábamos más o menos a las 7 de la mañana a una estación (un punto del océano) y trabajábamos en ella hasta las 7 de la tarde, cuando poníamos rumbo a la siguiente estación. Durante el día utilizábamos diferentes dispositivos para conseguir partículas: una marine snow catcher (atrapa nieve marina), que es una botella de 100 litros de volumen con la que recogíamos agua a 200 metros de profundidad. También cogíamos agua con una roseta de 24 botellas de 12 litros que se iban cerrando a distintas profundidades, desde los 1500 metros hasta la superficie. Finalmente, utilizábamos redes de plancton para recoger zooplancton. 

3. ¿Qué resultados esperáis de las muestras recogidas?

Esperamos tener un buen conocimiento de las comunidades asociadas a partículas marinas y de cómo varían con la profundidad, conforme las partículas viajan al fondo del océano. 

4. ¿Por qué son tan importantes estas comunidades?

Las comunidades de procariotas (bacterias y arqueas) son clave en la mayor parte de transformaciones químicas de nuestro planeta. El fitoplancton captura una gran cantidad de CO2 atmosférico durante el proceso de fotosíntesis, y ese carbono queda atrapado en forma de partículas. Si estas partículas se degradan muy rápidamente, el CO2 vuelve a la atmósfera, pero si, por el contrario, las partículas van al fondo del océano, ese carbono se retira de la superficie y queda secuestrado durante centenares de años, amortiguando el calentamiento global. Por eso es importante saber cómo afecta la identidad de los procariotas a esa degradación, y qué factores influyen en que sea más rápida o más lenta.

5. ¿Es verdad que tienen una gran capacidad de resistencia?

Sí, se han encontrado procariotas en hielo y sedimentos que han conseguido revivir después de miles de años. Algunas bacterias son capaces de formar esporas, pero la gran mayoría de los procariotas entra en un estado de latencia (o no crecimiento), aunque aún no se tiene muy claro cómo lo hacen. De hecho, yo tengo ahora un proyecto destinado a estudiar este proceso de entrada en latencia en bacterias marinas.

6. ¿Habéis notado algún cambio en las comunidades debido al cambio global?

Algunas compañeras y compañeros han notado que las células están haciéndose cada vez más pequeñitas, pero aún es pronto para saber si ha habido cambios en la diversidad, por ejemplo, ya que disponemos de técnicas para estudiar la diversidad desde hace poco más de 20 años.

7. ¿De qué técnicas hablamos?

El estudio de los procariotas marinos ha evolucionado en paralelo al desarrollo de técnicas. En los años 70 se hacía con microscopios de epifluorescencia, lo que permitió advertir que los procariotas eran muy abundantes en el océano. A finales de los 80 se empezaron a usar citómetros de flujo, que permiten contar la abundancia de procariotas de manera rápida y ver algunas propiedades de las comunidades, como por ejemplo si las células son más grandes o más pequeñas. A partir de los 90 se empezaron a usar técnicas moleculares que permitían ver la diversidad e identidad de los procariotas más abundantes. Finalmente, desde mediados de la década de los 2000, el desarrollo de las técnicas de secuenciación masiva ha revolucionado la manera de estudiar las comunidades microbianas.

8. ¿Por qué? 

Gracias a las últimas técnicas de secuenciación de ADN podemos desvelar la identidad de gran parte los procariotas que componen una comunidad, estudiar su biogeografía, su potencial metabólico o cómo de activos son. Esto es importante porque, aunque morfológicamente las bacterias nos parezcan todas iguales, pueden llegar a ser mucho más distintas entre sí (evolutivamente hablando) que un humano y un mosquito. Con la combinación de todas estas técnicas podemos aprender mucho del funcionamiento de las comunidades y de cómo pueden evolucionar en un futuro.

9. ¿Hasta qué punto la multidisciplinariedad es importante a la hora de estudiar las comunidades microbianas marinas? 

Yo tengo un pasado muy multidisciplinar, ya que la carrera de Ciencias del Mar te da conocimiento de la física, la química, la geología y la biología del océano. Esto es muy valioso, y aunque yo me haya especializado en biología, por ejemplo, la distribución del plancton viene determinada por las corrientes marinas y otras estructuras físicas del océano, así que es importante tenerlo en cuenta.

10. ¿Qué camino deberían seguir las futuras investigaciones?

Creo que han de seguir combinando técnicas que nos permitan tener un entendimiento predictivo de cómo un cambio de diversidad del microbioma marino puede afectar al funcionamiento del ecosistema.