Un estudio profundiza en la diversidad de las comunidades bacterianas en un ecosistema extremo de la Antártida

Un equipo internacional de investigación con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha estudiado la microdiversidad -las variaciones que existen dentro de las mismas especies- de las comunidades bacterianas presentes en un ecosistema extremo de la Antártida, el complejo de humedales de Punta Cierva. El trabajo, que se publica en la revista Molecular Ecology y en el que se han analizado 64 comunidades bacterianas mediante técnicas de secuenciación del ADN, sugiere la existencia de una microdiversificación que conduce a la aparición de comunidades bacterianas adaptadas a un hábitat específico.

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 entre la comunidad científica debido a su excepcional biodiversidad.

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-CSIC). La biorremediación es una técnica que emplea microorganismos para recuperar 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.

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 de investigadores 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-CSIC.

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

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