Las cuevas de lava, los tubos de lava y los respiraderos geotérmicos de la gran isla de Hawai tienen una diversidad bacteriana mayor de lo que los científicos esperaban, informa un nuevo estudio en Frontiers in Microbiology. Estos hábitats representan cómo podría haber existido la vida en Marte y en la Tierra primitiva en el pasado, y este estudio explora la diversidad y las interacciones dentro de estos ecosistemas microbianos.

Sorprendentemente, los resultados revelaron que un grupo de bacterias llamadas Chloroflexi suelen ser especies «centrales», lo que significa que están conectadas con muchas otras especies y suelen desempeñar funciones ecológicas clave en la comunidad. Se sabe poco sobre muchas especies de Chloroflexi y un estudio más profundo revelará especies no descubiertas anteriormente, así como el papel que desempeñan estas especies en estos entornos extremos.

Este estudio apunta a la posibilidad de que linajes más antiguos de bacterias, como el filo Chloroflexi, puedan tener importantes ‘trabajos’ o funciones ecológicas, dijo la primera autora, la Dra. Rebecca D Prescott, del Centro Espacial Johnson de la NASA y de la Universidad de Hawai en Mānoa, en Estados Unidos. Los Chloroflexi son un grupo de bacterias extremadamente diverso, con muchas funciones diferentes que se encuentran en muchos entornos distintos, pero no están bien estudiados y por eso no sabemos qué hacen en estas comunidades. Algunos científicos llaman a estos grupos «materia oscura microbiana»: los microorganismos no vistos o no estudiados en la naturaleza».

Las biopelículas y los tapetes microbianos de color verde y púrpura son comunes en los lugares geotérmicamente activos de la isla de Hawai, y a menudo contienen la Cyanobacteria Gloeobacter kilaueensis, un grupo único de Cianobacterias que no recogen la luz utilizando los tilacoides; en su lugar, la fotosíntesis se produce en el interior de la membrana plasmática | foto Stuart Donachie

La vida volcánica no vista

Para tener una idea de cómo podrían desarrollarse las comunidades bacterianas a lo largo del tiempo, Prescott y sus colaboradores recogieron 70 muestras de sitios variados, entre ellos respiraderos geotérmicos activos (fumarolas), así como tubos de lava y cuevas «más jóvenes» y «más viejas», de menos de 400 años y de entre 500 y 800 años, respectivamente.

Al secuenciar el ARN ribosómico de las muestras, pudieron medir la diversidad y la abundancia de las clases de bacterias en cada una de ellas. Las redes formadas por las bacterias coexistentes también proporcionaron pistas sobre cómo estos microbios pueden interactuar entre sí.

La Dra. Diana Northup, de la Universidad de Nuevo México, EE.UU. (coautora de este estudio), con Emily Davis y Kat Richardson trabajando en una cueva hawaiana del distrito de Kaʻu, en la isla de Hawai | foto Kenneth Ingham

El equipo de investigación esperaba que las condiciones más duras -los lugares geotérmicos- tuvieran una menor diversidad que los tubos de lava, más establecidos y habitables. Si bien es cierto que la diversidad era menor, el equipo se sorprendió al ver que las interacciones dentro de estas comunidades eran más complejas que en los lugares con mayor diversidad.

Esto nos lleva a preguntarnos si los entornos extremos contribuyen a crear comunidades microbianas más interactivas, con microorganismos más dependientes unos de otros, dijo Prescott. Y si es así, ¿qué tienen los ambientes extremos que ayudan a crear esto?.

Dado que el Chloroflexi, y otra clase llamada Acidobacteria, estaban presentes en casi todos los lugares, pueden desempeñar papeles importantes en estas comunidades. Pero no eran las bacterias más abundantes, y las comunidades individuales de los distintos lugares mostraban una gran variación en la diversidad y complejidad de las interacciones microbianas.

Gruesos tapetes microbianos cuelgan bajo un saliente de roca en los respiraderos de vapor que se extienden a lo largo de la Zona de Falla Oriental en la Isla de Hawai | foto Jimmy Saw

Como contrapartida, los grupos más abundantes, las oxifotobacterias y las actinobacterias, no eran a menudo especies «centrales», lo que sugiere que sus funciones pueden ser menos importantes para la estructura general de la comunidad.

Más preguntas que respuestas

El estudio actual, basado en la secuenciación parcial de un gen, no puede determinar con precisión las especies de microbios o sus «trabajos» en la comunidad. Por lo tanto, se necesitan más estudios para ayudar a revelar las especies individuales que están presentes, así como para comprender mejor las funciones de estas bacterias en el medio ambiente.

En general, este estudio ayuda a ilustrar la importancia de estudiar los microbios en co-cultivo, en lugar de cultivarlos solos (como aislados), dijo Prescott. En el mundo natural, los microbios no crecen aislados. En cambio, crecen, viven e interactúan con muchos otros microorganismos en un mar de señales químicas procedentes de esos otros microbios. Esto puede alterar su expresión genética, afectando a sus funciones en la comunidad.

Más allá de los conocimientos sobre la vida pasada, o incluso futura, en Marte, las bacterias de entornos volcánicos también pueden ser útiles para entender cómo los microbios convierten la roca volcánica (basalto) en suelos, así como para la biorremediación, la biotecnología y la gestión sostenible de los recursos.


Fuentes

Frontiers Science News | Rebecca D. Prescott et al, Islands Within Islands: Bacterial Phylogenetic Structure and Consortia in Hawaiian Lava Caves and Fumaroles, Frontiers in Microbiology (2022). DOI: 10.3389/fmicb.2022.934708


  • Comparte este artículo:

Loading...

Something went wrong. Please refresh the page and/or try again.