Diversidad de las comunidades bacterianas en un ecosistema antártico extremo

Los ecosistemas antárticos presentan condiciones ambientales extremas que ejercen una gran presión selectiva, lo que determina los tipos de organismos que pueden vivir allí. En este sentido, el complejo de humedales Punta Cierva, situado dentro de la Zona Antártica Especialmente Protegida (ZAEP) del noroeste de la península antártica, es un lugar que suscita un especial interés en la comunidad científica debido a su excepcional biodiversidad.

Un equipo internacional de investigación con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España ha estudiado la microdiversidad (las variaciones que existen dentro de las mismas especies) de las comunidades bacterianas presentes en ese ecosistema de Punta Cierva.

Conocer en profundidad los procesos selectivos que conducen a la microdiversidad de las comunidades microbianas en este lugar “es importante para poder manipular in situ distintas comunidades microbianas, una manipulación que podría ayudar, por ejemplo, en procesos de biorremediación”, apunta Ángel Valverde Portal, el investigador del CSIC en el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA), adscrito al CSIC. La biorremediación es una técnica que emplea microorganismos para rehabilitar ecosistemas contaminados y que presenta un gran potencial, al ser sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

La microdiversidad puede dar lugar a diferentes subtaxones (agrupaciones de organismos emparentados) dentro de una misma especie. Se presupone que estos subtaxones proporcionan estabilidad en el tiempo y en el espacio a las comunidades microbianas. Una comunidad microbiana estable es, a menudo, un objetivo en los procesos llevados a cabo por los microorganismos, por ejemplo, en la biorremediación.

La Antártida acoge ecosistemas extremos, donde solo formas de vida muy adaptadas al medio pueden sobrevivir. (Foto: John Bortniak / NOAA Corps)

Estrategias para prosperar en condiciones extremas

Estudios anteriores en Punta Cierva habían revelado que las distintas comunidades bacterianas que allí habitan son el resultado de una fuerte selección homogénea impuesta por similares condiciones ambientales. Esto quiere decir que las condiciones ambientales espacialmente homogéneas que se producen en los distintos hábitats, tanto acuáticos como terrestres, han seleccionado consistentemente parientes cercanos, lo que ha conducido a estructuras intercomunitarias más similares de lo esperado.

Sin embargo, aún se desconocían qué clados filogenéticos bacterianos (agrupaciones de bacterias que contienen un antepasado común y sus descendientes) están moldeados por estos procesos de selección homogénea y cuáles son sus estrategias ecológicas para prosperar en condiciones tan extremas.

Para determinar qué clados bacterianos dominaban los distintos hábitats, el equipo, encabezado por María V. Quiroga, del Instituto Tecnológico de Chascomús en Buenos Aires, Argentina, analizó 64 comunidades bacterianas mediante técnicas de secuenciación del ADN de última generación. Con las secuencias obtenidas aplicaron distintas herramientas bioinformáticas que permiten detectar clados filogenéticos bacterianos sometidos a selección homogénea (SH) o variable (SV).

“Nuestros resultados apuntan a que únicamente los clados SH muestran una alta abundancia relativa en todas las comunidades y signos de microdiversidad. Esto sugiere la existencia de una microdiversificación que conduce a la aparición de subtaxones bacterianos adaptados a un hábitat específico”, comenta Valverde.

“La hipótesis es que los clados SH que prosperan en este complejo de humedales tienen rasgos filogenéticamente conservados que aceleran su tasa de evolución y que les permiten adaptarse a fuertes presiones selectivas variables. La selección variable parece operar dentro de clados originando una microdiversificación muy rápida, sin perder rasgos clave, que les permite adaptarse a distintos hábitats”, concluye el investigador del IRNASA.

El trabajo cuenta también con la participación del Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental (CONICET-UNSAM) de Argentina, el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (Estados Unidos) y la Universidad de Pretoria (Sudáfrica).

El estudio se titula “Microdiverse bacterial clades prevail across Antarctic wetlands”. Y se ha publicado en la revista académica Molecular Ecology. (Fuente: IRNASA / CSIC)