Las bacterias marinas que viven en las profundidades oscuras del océano juegan un papel recién descubierto y significativo en el ciclo global del carbono, según un nuevo estudio publicado en ciencia .
El "océano oscuro", todo lo que se encuentra por debajo de los 200 metros, constituye el 90 por ciento del océano. Se sabe muy poco sobre la vida microscópica en este ámbito y su papel fundamental en la transformación del dióxido de carbono en material celular, proteínas,carbohidratos y lípidos. Este material orgánico recién producido puede ser consumido por otros organismos marinos mejorando la productividad del océano.
La mayor parte del carbono del océano oscuro se captura en la zona mesopelágica, que se encuentra entre 200 y 1000 metros debajo de la superficie del océano. Las identidades de los microorganismos que realizan este proceso y las fuentes de energía involucradas han permanecido como un gran misterio. Al analizar los genomas encontrados en las muestras de agua de marDesde esta zona, los científicos del Laboratorio Bigelow de Ciencias del Océano han identificado algunos de los contribuyentes más importantes: las bacterias oxidantes de nitrito.
"Sabíamos que estas bacterias estaban allí e involucradas en el ciclo global del carbono, pero su papel es mucho mayor de lo que los científicos pensaban anteriormente", dijo Maria Pachiadaki, científica postdoctoral en el Laboratorio Bigelow.
Estas bacterias obtienen su energía de la oxidación de los compuestos de nitrógeno. Representan menos del 5 por ciento de las células microbianas en el océano oscuro, lo que anteriormente llevó a los científicos a subestimar en gran medida su contribución. Este estudio revela que a pesar de su abundancia relativamente baja,Las bacterias oxidantes de nitrito capturan anualmente más de 1.1 gigatoneladas de dióxido de carbono en la zona mesopelágica. Esto es comparable a las estimaciones previas del carbono total capturado en todo el océano oscuro.
El equipo analizó la composición de las comunidades mesopelágicas microbianas basadas en información genética en muestras de agua de mar de 40 ubicaciones en todo el mundo. Luego utilizaron herramientas de genómica de células individuales para secuenciar completamente las células individuales y examinar su biología en función de sus planos genéticos.
"Antes de las técnicas de genómica, el océano oscuro era una caja negra, porque los microorganismos de este ambiente se niegan a crecer en los laboratorios de investigación", dijo Ramunas Stepanauskas, científico investigador senior en el Laboratorio Bigelow y director del Centro de Genómica de Células Individuales ". Ahora, utilizando herramientas contemporáneas que fueron desarrolladas por nuestro grupo, podemos abrir esta caja negra y comprender quién vive allí, qué están haciendo y cómo lo están haciendo ".
La investigación detrás de esto ciencia el trabajo comenzó con un esfuerzo por identificar nuevos grupos de organismos microscópicos en la zona mesopelágica. Según Pachiadaki, la explicación previamente aceptada para la captura de carbono en el océano oscuro no parecía correcta bajo una inspección minuciosa. Archaea, un grupo mucho más abundante deLos microorganismos en el océano oscuro habían sido acreditados por hacer la mayor parte del trabajo, pero las matemáticas simplemente no cuadraron. El equipo se propuso descubrir los organismos no identificados que eran los verdaderos campeones de la captura de dióxido de carbono en el vasto océano oscuro.
El equipo analizó cerca de 3.500 genomas de bacterias y arqueas. Cuando no encontraron ningún otro organismo que tuviera las vías metabólicas para capturar carbono y que ocurriera en suficiente abundancia, comenzaron a observar más de cerca la oxidación de nitritosbacterias
Cerca de 100 de los genomas analizados fueron identificados como bacterias oxidantes de nitrito, y el equipo seleccionó y secuenciaron por completo la información genética de 30 organismos representativos.
"Si no tuviéramos los datos genómicos, probablemente nunca hubiéramos pensado en analizar el impacto de estas bacterias en el ciclo del carbono", dijo Pachiadaki.
A lo largo del proyecto, las técnicas de genómica de vanguardia continuaron evolucionando rápidamente, y el Centro de Genómica de Células Individuales de Bigelow Laboratory agregó tecnología avanzada que permitió a los investigadores estimar el diámetro de las células. De repente, los científicos pudieron ver queLas bacterias oxidantes de nitritos eran mucho más grandes que las abundantes arqueas que anteriormente se creían responsables de la mayoría de la captura de carbono en el océano oscuro.
"Puede que solo constituyan el 5 por ciento de la población, pero las células de las bacterias oxidantes de nitrito son 50 veces más grandes", dijo Pachiadaki.
Para verificar su hipótesis, el equipo diseñó una serie de experimentos con colaboradores de la Universidad de Viena. El grupo de investigación del profesor Gerhard Herndl tomó muestras de agua de mar de la zona mesopelágica en múltiples ubicaciones en el Atlántico Norte y agregó dióxido de carbono marcado con unetiqueta radiactiva. Esto les permitió determinar la cantidad absorbida por cada grupo de microorganismos, lo que confirmó el papel dominante de las bacterias oxidantes de nitrito en la captura de carbono.
"Estos resultados arrojan nueva luz sobre el vínculo entre los ciclos de nitrógeno y carbono en el interior del océano", dijo Herndl. "Demostramos experimentalmente el papel principal de los oxidantes de nitrito en la captura de dióxido de carbono en el océano oscuro e iluminamos un grupo de microbios queaún no ha recibido la atención adecuada por su impacto en el ciclo del carbono oceánico "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Bigelow de Ciencias del Océano . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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