Los detalles de la investigación, liderada por el Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), se recogen en un artículo publicado recientemente en la prestigiosa revista ISME Communications.
Un equipo liderado por el Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ha desvelado que es posible cultivar en el laboratorio algunas de las bacterias oceánicas mas abundantes del océano profundo, cuestionando así la idea de que la mayoría de los taxones cultivados pertenecen a especies poco abundantes en el medio marino. Los detalles de la investigación se recogen en un artículo publicado recientemente en la prestigiosa revista ISME communications.
Hasta ahora, se consideraba que la diversidad microbiana marina, especialmente la de las profundidades oceánicas, era difícil de cultivar, lo que dificultaba su estudio en el laboratorio. El aislamiento de microorganismos es una herramienta muy valiosa para comprobar hipótesis ecológicas y comprender el papel de bacterias clave en el océano. El análisis comparativo a gran escala de bacterias aisladas y secuencias ambientales en el que se basa el artículo publicado ahora busca remodelar nuestra comprensión de las bacterias del océano profundo.
Para su elaboración el equipo científico analizó las secuencias genéticas de una colección de más de 2.000 bacterias marinas heterótrofas recopiladas en campañas oceanográficas tales como las expediciones Tara Oceans y Malaspina, llegando a cubrir diversas capas y regiones oceánicas, desde las aguas superficiales hasta algunas de las partes más profundas del océano, como es el caso de la región batipelágica, que llega hasta los 4000 metros de profundidad.
"Se trata de uno de los pocos estudios centrados en el aislamiento de bacterias marinas de diferentes profundidades oceánicas, incluyendo las aguas superficiales, mesopelágicas y batipelágicas, y cubriendo amplias regiones oceanográficas, entre ellas los océanos Atlántico, Pacífico, Índico y Austral. Además, los resultados prueban que los aislados de bacterias heterótrofas representan una fracción significativa de la diversidad total”, explica la investigadora del ICM-CSIC y una de las autoras principales del estudio Silvia G. Acinas.
Asimismo, añade Acinas, “nos ha permitido recuperar algunos de los taxones más abundantes en el océano profundo utilizando medios marinos estándar". Por último, la investigadora subraya “el enorme esfuerzo que supone obtener una colección de bacterias marinas de este tipo”.
Por su parte, Isabel Sanz Sáez, (ICM-CSIC), primera autora del estudio, señala que "el uso de técnicas de cultivo tradicionales, junto con las aproximaciones bioinformáticas más modernas nos ha permitido obtener una visión más completa de la posibilidad de cultivar las bacterias presentes en diferentes profundidades y regiones oceanográficas”.
En concreto, el equipo ha conseguido aislar algunas de las 10 especies más abundantes del océano batipelágico que corresponden a los géneros Sulfitobacter, Halomonas y Erythrobacter. A pesar de que estas especies ya se conocían previamente no se pensaba que pudiesen estar entre las bacterias mas abundantes y ecológicamente relevantes del océano profundo.
Bacterias marinas heterótrofas cultivables
Según las autoras y autores del estudio, el acceso a muestras y datos de diferentes campañas oceanográficas ha sido clave para explorar en detalle si las bacterias cultivables tienen preferencia por vivir como bacterias de vida libre o adheridas a partículas de diferentes tamaños. “Esto desvela que las partículas son hábitats ricos en recursos para los microbios, y las convierten en zonas idóneas para las bacterias heterótrofas que se pueden cultivar en condiciones de laboratorio", explica Olga Sánchez, investigadora del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB y coautora del estudio.
"Esto es relevante teniendo en cuenta que se sabe que las comunidades bacterianas de vida libre y las adheridas a partículas son diferentes en términos de composición taxonómica, pero también de actividad metabólica. Por lo tanto, la mayoría de las bacterias aisladas recuperadas en el estudio presentarían una actividad metabólica diferente a la presente sólo en la fracción de vida libre, lo que podría tener varias implicaciones en los ciclos biogeoquímicos del océano", añade Sánchez.
A juicio del equipo científico, los futuros estudios deberían centrarse en utilizar métodos de aislamiento alternativos para obtener en el laboratorio taxones clave que aún no se han cultivado, así como para explorar el potencial de las colecciones de bacterias aisladas en cultivo puro combinando la secuenciación del genoma con análisis transcriptómicos para probar hipótesis bajo diferentes escenarios experimentales de temperatura, presión o asociación de partículas. Todo ello, dicen, “mejoraría nuestra comprensión de estos taxones tan importantes del océano profundo”.