Una investigación de la UMH arroja luz sobre cómo las bacterias marinas más abundantes sobreviven al cambio climático
El trabajo ha logrado descifrar el éxito evolutivo de la bacteria marina SAR11
Investigadores de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) han logrado desentrañar los mecanismos evolutivos que subyacen al éxito ecológico de las bacterias marinas más abundantes, llamada SAR11. El estudio revela que estas bacterias combinan un 'núcleo genético' común con pequeñas regiones de 'genes flexibles' que les permiten a nivel de población adaptarse con éxito a las fluctuaciones medioambientales. «Este avance permitirá entender cómo estas poblaciones microbianas, claves para el equilibrio ecológico global, se diversifican y sobreviven al cambio climático», explican desde la UMH.
El microbioma marino desempeña un papel esencial en el mantenimiento de los ecosistemas, impulsando los ciclos biogeoquímicos globales y representando hasta el 98% de la productividad primaria marina. El grupo de bacterias denominado clado SAR11 son de vida libre y dominan numéricamente las aguas superficiales del océano, representando el 20-40% de todas las células procariotas.
«A pesar de la abundancia y distribución cosmopolita de estos microbios, las limitaciones para recuperar toda la riqueza genética de sus poblaciones naturales han impedido desentrañar la relación entre evolución y ecología microbiana desde un punto de vista genómico.» apunta el investigador de la UMH y líder del estudio Mario López Pérez.
El Grupo de Genómica y Evolución Microbiana de la UMH ha combinado por primera vez técnicas de genómica de célula única y metagenómica de lectura larga para reconstruir con alta precisión la diversidad genética de SAR11 en muestras ambientales del Mediterráneo. Esta combinación ha permitido descifrar cómo se organiza su genoma y cómo se diversifican las cepas que conviven en una misma población.
Núcleo genético casi idéntico
El estudio muestra que estas bacterias comparten un núcleo genético casi idéntico, que representa el 81% de su genoma. El resto, conocido como genoma flexible, está concentrado en pequeñas regiones —la mayoría con un único gen— y se encuentra en posiciones equivalentes dentro de todas las cepas. «Estas pequeñas variaciones están siempre en el mismo lugar del genoma y contienen genes con funciones equivalentes, aunque en distintas versiones», explica la investigadora de la UMH Carmen Molina Pardines, primera firmante del estudio. Este patrón genómico favorece la coexistencia de múltiples cepas y reduce la competencia entre ellas.
«Estos resultados nos dan pistas sobre las estrategias que explican el éxito ecológico de SAR11 en ambientes marinos pobres en nutrientes, como el Mediterráneo»
José M. Haro Moreno
Investigador de la UMH
El estudio revela que estas bacterias forman poblaciones policlonales, es decir, compuestas por múltiples variantes genéticas que conviven en el mismo entorno. Este proceso no sólo garantiza la conservación de los genes esenciales durante los barridos selectivos, sino que también mantiene la redundancia funcional, salvaguardando una amplia reserva genética ambiental.
Este reservorio proporciona a la población la capacidad de dar respuestas rápidas y adaptativas a las fluctuaciones medioambientales. «Estos resultados nos dan pistas sobre las estrategias que explican el éxito ecológico de SAR11 en ambientes marinos pobres en nutrientes, como el Mediterráneo», aclara el investigador de la UMH José M. Haro Moreno, también primer firmante.
Más allá del descubrimiento evolutivo, el estudio demuestra que la metagenómica de tercera generación permite superar las limitaciones técnicas que impedían estudiar estos microorganismos que son extremadamente difíciles de obtener en cultivo puro.
