Los simbiontes quimiosintéticos son bacterias que viven dentro o en la superficie de los animales, suministrando a su huésped alimentos que de otro modo no estarían disponibles. Desde hace tiempo se sabe que estas bacterias fijan el carbono y lo convierten en formas orgánicas. El microbiólogo Jillian Petersen y sus colegas delLa Universidad de Viena y el Instituto Max Planck de Microbiología Marina ahora revelan que lo mismo es posible para el nitrógeno. Las bacterias quimiosintéticas transforman el gas nitrógeno inerte en formas biodisponibles. Como el nitrógeno es a menudo el nutriente limitante en el océano, estas bacterias podrían estar fertilizando el crecimiento en el medio marino.ecosistemas
Ahora se ha descubierto la capacidad de fijar nitrógeno en simbiontes quimiosintéticos de almejas lucínicas marinas y gusanos nematodos. Las almejas simbióticas y los gusanos investigados en este estudio se encuentran en aguas marinas costeras de todo el mundo. En algunas regiones, las almejas incluso se consideran un manjar"Quimiosintético" significa que las bacterias tienen la capacidad especial de realizar producción primaria en ausencia total de luz solar, utilizando solo la energía almacenada en enlaces químicos. Esta producción primaria simbiótica es lo suficientemente efectiva como para proporcionar una fuente de alimento para las bacterias y sus animales.Hospedadores.
Utilizando tecnologías de secuenciación de ADN de última generación, Petersen y sus colegas descubrieron todos los genes necesarios para la fijación de nitrógeno en los simbiontes de estas lombrices y almejas. Anteriormente no se sabía que ningún simbionte quimiosintético marino fuera capaz de fijar nitrógeno."Nuestro hallazgo es especialmente sorprendente porque estas bacterias probablemente puedan absorber nitrógeno de su entorno y también reciclar los compuestos de desecho de nitrógeno de sus huéspedes", dice Petersen. "Parece que no tendrían que arreglar las cosas".Por lo tanto, el equipo también utilizó análisis transcriptómicos y proteómicos en las almejas, y de hecho detectó la expresión de los genes para la fijación de nitrógeno. "Eso indica que estos simbiontes están fijando activamente nitrógeno dentro de sus huéspedes", continúa Petersen. La composición de isótopos de nitrógeno de las almejas mostrófirmas típicas para nitrógeno biológicamente fijo, lo que sugiere una fijación activa de nitrógeno por parte de los simbiontes.
El profesor asistente Jillian Petersen, que investiga estas simbiosis en la Universidad de Viena, y anteriormente en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Alemania, dirigió el equipo de investigadores que realizó este descubrimiento. El equipo en Viena unió fuerzas con institutos alrededor delmundo, incluido el Instituto Max Planck, la Universidad de Montpellier en Francia, la Universidad de Calgary en Canadá y el Instituto Hydra en Italia. "La mayor parte de nuestro trabajo de campo se realizó en el Instituto HYDRA en Elba", según el Dr. Ulisse Cardini,un investigador postdoctoral en el equipo de Petersen y un buzo experimentado que recolectó muchas de las muestras de buceo ". Además, nuestros colegas Nicolas Higgs del Instituto Marino de la Universidad de Plymouth y John Taylor en el Museo de Historia Natural de Londres generosamente compartieron sus colecciones de muestras connosotros, así que pudimos buscar estos genes de fijación de nitrógeno en especies de almejas marinas de todo el mundo, y los encontramos.y para fijar el nitrógeno probablemente esté muy extendido en estas bacterias asociadas a los animales ", dice Cardini.
"La fijación de nitrógeno por simbiontes quimiosintéticos se pasó por alto durante mucho tiempo", dice Petersen. "Desde su descubrimiento en las profundidades del mar a fines de la década de 1970, hemos pasado casi cuatro décadas investigando el papel de los simbiontes para proporcionar una fuente de carbonocomo azúcares para sus huéspedes ". Sin embargo, incluso las almejas marinas no pueden vivir solo del azúcar. Esta nueva investigación plantea la posibilidad de que estos simbiontes puedan proporcionar el beneficio inesperado de una fuente natural de nitrógeno para aumentar la dieta de su huésped. Incluso podrían estar fertilizando elhábitat circundante mediante la liberación de nitrógeno disponible al agua circundante. "Nuestra investigación futura tiene como objetivo responder a esta pregunta: ¿Estas bacterias simbióticas marinas también ayudan a 'fertilizar' los océanos?"
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Materiales proporcionado por Universidad de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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