A UVigo participa nun novo estudo sobre a ecoloxía microbiana baseado en trazos e gremios

Os organismos microscópicos mariños que conforman o microplancto seguen a esconder moitos segredos para a ciencia. Viven na columna de auga e caracterízanse porque non son capaces de nadar a contracorrente e neste conxunto inclúense unha amalgama de organismos moi diferentes e con funcións moi dispares, que interaccionan entre si e dependen uns dos outros. A característica común é que teñen un tamaño menor de 200 micrómetros e poden pertencer a  tres dominios: Archaea, Bacteria e Eukarya (Woese et al., 1990). Pero dentro do microplancto, o coñecemento que existe sobre o fitoplancto (a parte vexetal do plancto) é moito máis amplo que o que existe sobre os organismos heterótrofos máis pequenos, as bacterias. Mentres no primeiro caso se empregan microscopios para estudalos, as bacterias non son discernibles ao microscopio, polo que habitualmente son consideras unha ‘caixa negra’, “un grupo homoxéneo de descoñecidos que realiza en conxunto unha función básica: degradar a materia orgánica producida por outros microbios”. Así o explica Sandra Martínez-García, investigadora distinguida do Grupo de Oceanografía Biolóxica (GOB, CIM) é unha das científicas implicadas no proxecto TRAITS, unha iniciativa que arrancou hai un ano liderada polo Centro Nacional de Biotecnología (CNB, CSIC) e na que participa a Universidade de Vigo, ademais da Universidad de La Laguna.

A finalidade do proxecto é identificar non só que microorganismos están presentes nas comunidades planctónicas dos distintos ecosistemas (dende os máis abundantes ata os máis “raros") senón que tamén “sermos capaces de describir a función de cada un deles dentro da comunidade, se existen relacións de competencia ou cooperación e cales son os factores que determinan a dominancia de cada un deles en distintas situacións”. O traballo está encamiñado á descrición de gremios funcionais de bacterias que son capaces de obter enerxía e nutrientes dunha maneira similar e comprobar a existencia destes gremios en distintos ambientes. O equipo científico das tres entidades traballa con bases de datos metaxenómicas e metatranscriptómicas de bacterias e fitoplancto procedentes de todo o globo, dende a costa galega ata zonas polares e tropicais.

No que atinxe ao subproxecto vigués, a finalidade dos investigadores do CIM é pescudar como afecta a variabilidade ambiental non só aos organismos heterótrofos, senón tamén ao fitoplancto das rías, responsable por un lado da alta produtividade do sistema pero tamén dos eventos de toxicidade que obrigan ao peche do baño e das instalacións e cada ano. O proxecto está financiado no marco do programa RETOS 2019 e ten tres anos de duración, coa finalización prevista para mediados de 2023.

Descifrar os mecanismos ecolóxicos que controlan comunidades procarióticas

As bacterias e arqueas mariñas procesan unha parte importante do carbono orgánico fixado por microorganismos autotróficos no océano. “Sabemos que a dispoñibilidade deste carbono orgánico así como de distintos nutrientes varía ao longo de escalas temporais e espaciais diferentes”, explica Sandra Martínez. “Como consecuencia, a estrutura e o funcionamento das comunidades procarióticas mariñas están controladas de maneira importante pola dispoñibilidade de recursos”. Neste sentido, resulta de “extrema importancia descifrar os mecanismos ecolóxicos que controlan esta organización”, que é no que se centra o proxecto  TRAITS. O obxectivo é identificar gremios compostos por microorganismos que usan estes nutrientes de maneira semellante en ecosistemas diferentes. Para iso os investigadores empregan bases de datos xenómicas xa recollidas e dispoñibles para o seu uso e teñen previsto realizar tamén unha campaña oceanográfica e experimentos con microcosmos e mesocosmos na Ecimat, nos que, explica, “someteremos a comunidades bacterianas da ría de Vigo a aportes de materia orgánica proveniente de distintas floracións algais co fin de afondar no estudo do acoplamento entre ambos compartimentos tróficos”. A información derivada deste proxecto pode ser de axuda para mellorar a información incluída en modelos de ecosistemas mariños sobre o papel funcional das bacterias nos fluxos de nutrientes no océano. 

Bases de datos innovadoras

No que se refire ao subproxecto que están a desenvolver os investigadores do CIM-UVigo, Sandra Martínez-García explica que se está a levar a cabo no laboratorio o procesado e análise das mostras recollidas para estudar os cambios funcionais na comunidade, “o que nos permitirá coñecer, a través do estudo do ARN mensaxeiro, o metabolismo e funcionamento de cada un dos integrantes das comunidades microplanctónicas das rías”. 

En relación ás bases de datos coas que traballan os investigadores neste proxecto, a científica do CIM-UVigo explica que “son innovadoras debido ás escalas de tempo empregadas, que van de semanas a horas, e permítennos coñecer por primeira vez os cambios a curta escala temporal na composición e funcionamento do microplancto mariño das rías galegas”. Explica a científica que este é un “sistema con elevada variabilidade ambiental no que a chuvia, os aportes de nutrientes por afloramento e afundimento de masas de auga, a mestura e a turbulencia da columna de auga, entre outros, provocan cambios ambientais importantes a escalas de tempo moi curtas”.