Investigadores del ICM han participado en un estudio internacional con el que se ha creado un mapa de los patrones de distribución de los dos géneros más abundantes de fitoplancton marino: Prochlorococcus y Synechococcus. Estos organismos desempeñan un papel fundamental en el ciclo del carbono, al absorber el dióxido de carbono atmosférico, y son responsables de cerca del 25% de la producción primaria de materia orgánica en los océanos.
Investigadores del ICM han participado en un estudio internacional con el que se ha creado un mapa de los patrones de distribución de los dos géneros más abundantes de fitoplancton marino: Prochlorococcus y Synechococcus. Estos organismos desempeñan un papel fundamental en el ciclo del carbono, al absorber el dióxido de carbono atmosférico, y son responsables de cerca del 25% de la producción primaria de materia orgánica en los océanos. El trabajo, que ha sido publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ha permitido definir nuevas poblaciones de fitoplancton en ciertas zonas oceánicas.
Los resultados han sido obtenidos a partir de las muestras recogidas a bordo de la expedición Tara Oceans. Para su análisis, los investigadores han usado una técnica innovadora basada en la captura de fragmentos de ADN ambiental obtenidos mediante lo que se denomina metagenómica. Esta consiste en un método que permite estudiar el conjunto de genomas de los seres vivos que habitan en un ambiente (en este caso, el conjunto de microorganismos), sin necesidad de cultivarlos en el laboratorio. De esta forma, los científicos han obtenido una nueva visión de la biodiversidad y de la distribución de las cianobacterias en el océano global.
“La reconstrucción de genes a partir de metagenomas ambientales nos abre una puerta hacia la biodiversidad que, hasta hace muy poco, era casi imposible descubrir”, explica Francisco M. Cornejo, uno de los autores del trabajo, del Departamento de Biología Marina y Oceanografía del ICM. Esta nueva forma de abordar la biodiversidad es lo que ha hecho posible definir nuevas poblaciones de fitoplancton que habitan en regiones oceánicas concretas y descubrir una microdiversidad de cianobacterias oculta hasta la fecha. “Antes -añade el investigador– considerábamos como una población lo que ahora sabemos son poblaciones diferentes de cianobacterias”.
Los análisis se basan en el uso del marcador genético de alta resolución petB, que comparten las especies que conforman el fitoplancton, en lugar del gen 16S rRNA ribosómico, marcador universal empleado para describir la diversidad bacteriana.
Bases de datos
Según señala Silvia G. Acinas, también investigadora del ICM y coordinadora del consorcio de procariotas de Tara Oceans, “la metagenómica se ha convertido en una herramienta indispensable para cualquier estudio de biodiversidad, sobretodo de comunidades complejas como las poblaciones de cianobacterias marinas”. Los estudios de ecología molecular se enfrentan a menudo a la ausencia de bases de datos de referencia para estudiar y definir la biodiversidad correctamente y por ello, como puntualiza Acinas, “son fundamentales campañas oceanográficas globales como Tara Oceans o la expedición Malaspina para descubrir y, sobre todo, dar un sentido ecológico a la biodiversidad de procariotas marinos”.
El trabajo intenta vislumbrar también las causas o condiciones ambientales que hacen que las poblaciones de estas cianobacterias no estén distribuidas de una manera homogénea en los océanos del planeta. Los científicos apuntan a que su presencia puede estar condicionada por la combinación de factores como la disponibilidad de nutrientes, elementos como el hierro, la cantidad de luz que penetra en la columna de agua o la temperatura oceánica.
En esta investigación han colaborado el Centre National de la Recherche Scientifique (Francia), la Macquarie University (Australia), la University of Warwick (Reino Unido), el Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (Francia) y la Stazione Zoologica Anton Dohrn (Italia).
Articulo de referencia
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