Investigadores del CSIC describen una gran diversidad microbiana oculta en el océano

Nuevos resultados del proyecto Malaspina aparecen este mes en tres artículos publicados en la revista de la International Society for Microbial Ecology. Liderados por el Instituto de Ciencias del Mar del CSIC, en España, los trabajos confirman que miles de los microrganismos del océano, aproximadamente el 50% de los analizados, son nuevos para la ciencia. También revelan dos inesperados hallazgos: una alta presencia de hongos en el oceáno profundo y una gran abundancia de un simbionte descubierto hace muy poco.

Uno de los principales objetivos del proyecto Consolíder Malaspina era la descripción de la biodiversidad global de microorganismos en el océano, con especial detalle en los habitantes del océano oscuro, capas por debajo de los 200 metros a las que no llega la luz solar. Tal como explica Silvia G. Acinas, investigadora del ICM-CSIC  que participa en los tres trabajos, los microorganismos, virus, bacterias, protozoos y algas microscópicas, con tamaños que van de menos de una micra a unas pocas decenas de micras “son dominantes en abundancia, biomasa y actividad, responsables de la mayor parte del papel biogeoquímico del océano, y son el principal reservorio de diversidad genética principal de los mares”.

En este sentido, los investigadores han usado herramientas moleculares para estudiar el ADN de estos microorganismos y describir su diversidad a partir de las secuencias genéticas obtenidas. Dado que la expedición Malaspina recorrió los principales océanos del planeta, la visión que ofrece de esa diversidad es más completa y global que estudios precedentes restringidos a una región concreta.

Uno de los trabajos (Salazar et al) revela que de las secuencias genéticas obtenidas de bacterias y arqueas,  un 46% son nuevas para la ciencia. En otro de los trabajos (Pernice et al.), las secuencias genéticas de eucariotas que son desconocidas suben hasta el 59% del total.

“Casi la mitad de los procariotas (bacterias y arqueas) que encontramos podrían representar nuevas especies”, explica Guillem Salazar, estudiante de doctorado en el ICM y responsable principal de uno de los trabajos. Lo que sorprende, añade “es que a  pesar de que cada muestra individual del mar profundo contiene unas dos mil especies, en el conjunto del Atlántico Norte y Sur, Pacífico Norte y Sur y Océano Índico encontramos solamente unas 4.000 especies distintas”.

“Algo parecido ocurre con los protistas –pequeños eucariotas- del océano profundo , con una cantidad sólo algo mayor de especies nuevas, pero con gran variabilidad entre estaciones y océanos”, explica Massimo Pernice, responsable principal del segundo trabajo.

A.- Imagen del buque Hespérides en el Atlántico Sur. B.- Sistema de recolección de muestras profundas. C.- Filtración de las muestras para la extracción y análisis del DNA de los microorganismos marinos. D.- Imágenes al microscopio de varias algas unicelulares con sus simbiontes bacterianos (UCYN-A). (Imágenes: A-C, Josep M Gasol; D, Ana M. Cabello)

Otro de los hallazgos inesperados es el gran número de hongos presentes en las muestras profundas del Pacífico. “Nos sorprendió y estamos trabajando para describir estos organismos y conocer su modo de vida. Hasta ahora se creía que los hongos eran muy poco abundantes en el océano”, dice Ramon Massana, investigador del ICM que dirigió el trabajo.

En el tercer trabajo, los investigadores han estudiado una relación simbiótica, descubierta hace muy poco, entre una cianobacteria fijadora de nitrógeno y un alga marina unicelular. La cianobacteria es incapaz de realizar la fotosíntesis, y se alimenta del carbono fijado que le proporciona el alga. A cambio, el alga recibe nitritos y nitratos –escasos en el océano- derivados de la fijación de nitrógeno que realiza  la cianobacteria.

El hallazgo ahora, explican los científicos, es que “esta simbiosis, parecida a la de las plantas leguminosas, es muy habitual en el océano global, hasta los doscientos metros de profundidad y desde latitudes tropicales hasta latitudes templadas, incluyendo nuestras costas” afirma Ana María Cabello, responsable del trabajo. Su amplia distribución y abundancia convierte esta asociación simbiótica en un importante contribuyente del proceso de fijación de nitrógeno en el océano.

“Gracias a la oportunidad que se nos brindó de participar en esa expedición a una escala global, y al esfuerzo en muestrear los rincones más remotos y las aguas más profundas, los resultados que estamos obteniendo son de gran relevancia y con elevada repercusión internacional. Estos trabajos son de los primeros pero estamos trabajando en más estudios que ampliarán nuestro conocimiento de los microorganismos que controlan la biogeoquímica marina”, afirma Josep M Gasol, profesor de investigación del ICM y coordinador del bloque de Microbiología de la expedición Malaspina.

En los trabajos también han participado investigadores del Red-Sea Research Center en Thuwal, Arabia Saudí, del Instituto Español de Oceanografía en Xixón y Canarias, del Instituto de Investigacions Marinhas del CSIC en Vigo, del IMEDEA en las Islas Baleares, de la Universitat de Barcelona, de la Universidad Autónoma de Madrid y de la Station Biologique de Roscoff, en Francia. (Fuente: CSIC)