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» » » Descubierta una simbiosis inusual entre microorganismos marinos

Más información: Max-Planck-Gesellschaft.de, 20 sept. 2012

Pequeñas algas unicelulares y bacterias fijadoras de nitrógeno intercambian carbono y nitrógeno en una relación mutuamente beneficiosa que ayuda a fertilizar los océanos.

Un equipo internacional de científicos de Francia, Alemania y USA, han descubierto una rara simbiosis entre diminutas algas unicelulares y bacterias altamente especializadas, esta es la primera relación simbiótica conocida entre estas clases de organismos. Su asociación juega un papel importante en los ecosistemas marinos, fertilizan los océanos mediante la toma de nitrógeno de la atmósfera y lo "fija" de forma que otros organismos pueden utilizarlo.

Los detalles de esta simbiosis surgió tras la investigación de un misterioso microbio fijador de nitrógeno, con un genoma drásticamente reducido. Fue detectado por primera vez en 1998 por Jonathan Zehr, un profesor de ciencias oceánicas en la Universidad de California, Santa Cruz, y resulta que ahora parecen ser los organismos más extendidos para la fijación de nitrógeno en los océanos. Este microbio pertenece a un grupo de bacterias fotosintéticas conocidas como cianobacterias, pero que carece de los genes necesarios para llevar a cabo la fotosíntesis aparte de otras rutas metabólicas esenciales. Al parecer, su asociación con una célula fotosintética huésped hace que esos genes sean innecesarios.

"La cianobacteria es un fijador de nitrógeno, por tanto proporciona nitrógeno a la célula huésped, y la célula huésped proporciona carbono a la cianobacteria, cuya maquinaria metabólica no puede obtener su propio carbono", explica Anne Thompson, co-primera autora del documento e investigadora postdoctoral en el laboratorio de Zehr, en la UC en Santa Cruz. Rachel Foster, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina es la autora principal, además de otros colaboradores.

Con el fin de desentrañar el misterio, los investigadores utilizaron técnicas como la selección celular y secuenciación de genes. La célula huésped es un tipo de algas unicelular, de una clase conocida como "Prymnesiophyta", que se encuentran en todos los océanos del mundo. En las muestras de agua de mar examinadas por citometría de flujo, que separa las células por tamaño y color, las células huésped son clasificadas según la población "Picoeucariota fotosintética", es decir, son pequeñas algas unicelulares de un tamaño de 1 a 3 micras. Las cianobacterias se ven sobre todo en una muesca del extremo de la célula huésped.

"Aparte de la importancia de esta fijación del nitrógeno en los ecosistemas marinos, esto es una simbiosis interesante desde una perspectiva evolutiva, debido a que puede ser vista como análoga a una etapa temprana de la endosimbiosis que condujo a los cloroplastos," explico Zehr.


- Fotografía de una muestra de agua de mar durante el BIOSOPE (Experimento de Biogeoquímica y Óptica en el Pacífico Sur) © Daniel Vaulot, Station Biologique, Roscoff, France
- Además de Thompson y Zehr, los coautores del artículo incluyen a Rachel Foster, Andreas Krupke, Niculina Musat y Marcel Kuypers, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina; Brandon Carter de la Universidad de California Santa Cruz y Daniel Vaulot de la Pierre Universidad Marie Curie de París. Esta investigación fue financiada por la Gordon and Betty Moore Foundation y la Max Planck Society.
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