Investigadors del CSIC descriuen una gran diversitat microbiana oculta en l’oceà

Nous resultats del projecte Malaspina revelen milers d’espècies desconegudes fins ara, amb una gran variabilitat entre conques oceàniques

Troben una inesperada presència de fongs en capes profundes de l’oceà 

Descobreixen que una associació simbiòtica entre un tipus d’alga i un bacteri fixador de nitrogen, descoberta fa poc, és molt abundant en l’oceà 

Dirigides per l’Institut de Ciències del Mar del CSIC, aquestes investigacions es publiquen en tres articles a la prestigiosa revista de l’International Society for Microbial Ecology

Nous resultats del projecte Malaspina apareixen aquest mes en tres articles publicats a la revista de l’International Society for Microbial Ecology. Liderats per l’Institut de Ciències del Mar del CSIC, els treballs confirmen que milers de microorganismes de l’oceà, aproximadament el 50% dels analitzats, són nous per a la ciència. També revelen dues troballes inesperades: una alta presència de fongs en l’oceà profund i una gran abundància d’un simbiont descobert fa molt poc.

Estudiar la diversitat microbiana

Un dels objectius principals del projecte CONSOLIDER Malaspina era la descripció de la biodiversitat global de microorganismes en l’oceà, especialment els habitants de l’oceà fosc, capes que estan per sota dels 200 metres i a les quals no arriba la llum solar. Tal com explica Silvia G. Acinas, investigadora de l’ICM-CSIC que participa en els tres treballs, “els microorganismes, virus, bacteris, protozous i algues microscòpiques, amb mides compreses entre menys d’un micròmetre a unes poques desenes, són dominants en abundància, biomassa i activitat, són els responsables majoritaris en la biogeoquímica de l’oceà, i són el principal reservori de diversitat genètica dels mars”.

En aquest sentit, els investigadors han fet servir eines moleculars per estudiar l’ADN d’aquests microorganismes i descriure la seva diversitat a partir de les seqüències genètiques obtingudes. Atès que l’expedició Malaspina va recórrer els principals oceans del planeta, la visió que ofereix d’aquesta diversitat és més completa i global que estudis precedents restringits a una regió concreta.

Un 50% de microorganismes és desconegut

Un dels treballs (Salazar et al.) revela que un 46% de les seqüències genètiques obtingudes de bacteris i arqueus són noves per a la ciència. En un altre dels treballs (Pernice et al.), les seqüències genètiques d’eucariotes que són desconegudes arriben al 59% del total.

“Gairebé la meitat dels procariotes (bacteris i arqueus) que trobem podrien representar noves espècies”, explica Guillem Salazar, estudiant de doctorat a l’ICM i responsable principal d’un dels treballs. El que sorprèn, afegeix, “és que tot i que cada mostra individual del mar profund conté unes dues mil espècies, en el conjunt de l’Atlàntic Nord i Sud, Pacífic Nord i Sud i oceà Índic trobem només unes 4.000 espècies diferents”.

“Una cosa semblant passa amb els protistes -petits eucariotes- de l’oceà profund, amb una quantitat només una mica més gran d’espècies noves, però amb gran variabilitat entre estacions i oceans”, explica Massimo Pernice, responsable principal del segon treball.

Simbionts i fongs a l’oceà

Una altra de les troballes inesperades és el gran nombre de fongs presents en les mostres profundes del Pacífic. “Ens va sorprendre i estem treballant per descriure aquests organismes i conèixer la seva manera de vida. Fins ara es creia que els fongs eren molt poc abundants a l’oceà”, diu Ramon Massana, investigador de l’ICM que va dirigir el treball.

En el tercer treball, els investigadors han estudiat una relació simbiòtica, descoberta fa molt poc, entre un cianobacteri fixador de nitrogen i una alga marina unicel·lular. El cianobacteri és incapaç de realitzar la fotosíntesi, i s’alimenta del carboni fixat que li proporciona l’alga. A canvi, l’alga rep nitrits i nitrats -escassos a l’oceà- derivats de la fixació de nitrogen que realitza el cianobacteri. La troballa ara, expliquen els científics, és que “aquesta simbiosi, semblant a la de les plantes lleguminoses, és molt habitual en l’oceà global, fins als dos-cents metres de profunditat i des de latituds tropicals fins a latituds temperades, incloent les nostres costes”, afirma Ana María Cabello, responsable del treball. La seva àmplia distribució i abundància converteix aquesta associació simbiòtica en un important contribuent del procés de fixació de nitrogen a l’oceà.

“Gràcies a l’oportunitat que se’ns va brindar de participar en aquesta expedició a una escala global, i l’esforç en mostrejar els racons més remots i les aigües més profundes, els resultats que estem obtenint són de gran rellevància i tenen una alta repercussió internacional. Aquests treballs són dels primers, però estem treballant en més estudis que ampliaran el nostre coneixement dels microorganismes que controlen la biogeoquímica marina”, afirma Josep M. Gasol, professor d’investigació de l’ICM i coordinador del bloc de Microbiologia de l’expedició Malaspina.

En els treballs també han participat investigadors del Red Sea Research Center a Thuwal, Aràbia Saudita, de l’Instituto Español de Oceanografía a Xixón i Canàries, de l’Instituto de Investigacións Mariñas del CSIC a Vigo, de l’IMEDEA a les Illes Balears, de la Universitat de Barcelona, de la Universidad Autónoma de Madrid i de la Station Biologique de Roscoff, a França.♦

Massimo Pernice, Caterina Rodríguez Giner, Ramiro Logares, Júlia Perera-Bel, Silvia G. Acinas, Carlos M. Duarte, Josep M. Gasol, & Ramon Massana. (2015) Large variability of bathypelagic microbial eukaryotic communities across the world’s oceans. The ISME J. doi: 10.1038/ismej.2015.170

Ana M Cabello, Francisco M Cornejo-Castillo, Nicolas Raho, Dolors Blasco, Montserrat Vidal, Stéphane Audic, Colomban de Vargas, Mikel Latasa, Silvia G Acinas & Ramon Massana (2015). Global distribution and vertical patterns of a prymnesiophyte–cyanobacteria obligate symbiosis. The ISME J. doi:10.1038/ismej.2015.147

Guillem Salazar, Francisco M. Cornejo-Castillo, Verónica Benítez-Barrios, Eugenio Fraile-Nuez, Xose Antón Álvarez-Salgado, Carlos M. Duarte, Josep M. Gasol & Silvia G. Acinas. (2015) Global diversity and biogeography of deep-sea pelagic prokaryotes. The ISME J. doi:10.1038/ismej.2015.137♦

 IMATGE: El vaixell Hespérides en l’Atlàntic Sud.