News | 01 Desembre 2021

Desenvolupen una eina per entendre com interaccionen els microbis a l'oceà

Share

Permetrà millorar les prediccions sobre com interaccionen els microbis marins i es podria aplicar en estudis sobre canvi climàtic, bioremediació i també en altres camps com la medicina o l’agricultura.

Les interaccions ecològiques microscòpiques es coneixen molt poc perquè costa treballar a escales tan petites / ICM-CSIC.
Les interaccions ecològiques microscòpiques es coneixen molt poc perquè costa treballar a escales tan petites / ICM-CSIC.

Un equip internacional liderat per l'Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona, amb la colaboració d’expertes i experts d​​el Rega Institute de Bèlgica, la Universitat d'Oslo (UIO) i l'Institut Espanyol d'Oceanografia (IEO), ha desenvolupat una eina (EnDED) que ajuda a entendre millor el paper de l'ambient en la predicció de les interaccions microbianes a l'oceà, que permeten el sostenen el funcionament de la majoria d’ecosistemes marins.

EnDED, donada a conèixer recentment a la revista Microbiome, permet millorar les prediccions sobre les possibles interaccions microbianes a l'oceà quan és aplicada a xarxes d’associació construïdes a partir de dades moleculars extretes de mostres marines.

Les dades moleculars permeten determinar els organismes que participen en la xarxa, on les línies que uneixen dues o més espècies indiquen una possible interacció ecològica. Per exemple, si un protist i un bacteri apareixen connectats en una xarxa, això podria indicar una relació de parasitisme.

"L'eina intenta millorar les nostres prediccions de les connexions dins les xarxes ecològiques, que són similars a les xarxes socials o elèctriques. La principal diferència és que, en aquest cas, les connexions representen interaccions ecològiques entre microbis marins, a través de mecanismes com la simbiosi o el parasitisme", explica la primera autora de l'estudi, Ina M. Deutschmann, que ha finalitzat recentment la seva tesi doctoral a l'ICM-CSIC.

Aplicabilitat a tota mena d'ambients

La nova metodologia és aplicable, no només al medi marí, sinó també al terrestre. Així mateix, l'equip investigador sosté que podria servir per a l'estudi de les associacions microbianes que es donen en el cos humà, per exemple, al sistema intestinal, que poden tenir efectes importants sobre la salut de les persones.

"Aquesta metodologia podria utilitzar-se en gairebé qualsevol investigació on es pretengui comprendre les interaccions ecològiques microbianes, incloent-hi la medicina, l'agricultura o la bioremediació del medi ambient", afegeix Deutschmann.

Una eina clau en el context de canvi global

Conèixer la naturalesa de les interaccions microbianes és clau per predir l'efecte de, per exemple, l'augment de la temperatura dels oceans, que pot arribar a canviar la distribució dels microorganismes i, per tant, causar grans desequilibris a la base de la cadena tròfica marina.

En referència a això, els autors de l’estudi alerten que "els canvis ambientals que estem experimentant poden afectar les interaccions ecològiques i, com a conseqüència, poden desaparèixer espècies o canviar les dinàmiques que sustenten l'estat actual del microbioma marí, impactant això en el funcionament global del planeta".

Canvis a escala microbiana, conseqüències globals

El microbioma de l’oceà -tots els microorganismes i els seus gens-, és fonamental per al funcionament del planeta i per a la regulació del clima. I és que, els microorganismes exerceixen un paper essencial, tant en els cicles biogeoquímics globals, com en la transferència d'energia a les xarxes tròfiques.

Fins ara, les interaccions ecològiques microscòpiques eren molt poc conegudes, ja que no és fàcil treballar a escales tan petites. Tanmateix, tot això sembla estar canviant gràcies, d'una banda, a les noves tècniques moleculars, que són capaces de revelar quines espècies hi ha a cada lloc i època de l'any, i de l'altra, als nous mètodes computacionals, que permeten construir xarxes d'associació que representen hipotètiques interaccions ecològiques.

El problema és que, a vegades, hi ha organismes que no interactuen entre ells, però apareixen com si ho fessin pel simple fet de trobar-se al mateix lloc. Això passa perquè els algoritmes utilitzats per construir aquestes xarxes ecològiques es basen en la presència i absència de microorganismes en diferents ambients.

En aquest sentit, Ramiro Logares, investigador de l'ICM-CSIC i coautor de l’estudi, detalla que "el nostre model és capaç de determinar si en una xarxa ecològica microbiana la connexió entre dos organismes representa una potencial interacció ecològica o es deu simplement al fet que coincideixen en el mateix lloc perquè tenen les mateixes preferències ambientals".