El éxito evolutivo de las bacterias oceánicas

Los océanos albergan las bacterias con mejor capacidad de adaptación del planeta, según se indica en una investigación sueca que acaba de publicarse. Financiado en parte por el proyecto GENOME EVOLUTION (Estudio de la evolución de los genomas alfa proteobacterianos), que recibió una beca intraeuropea Marie Curie por valor de 166.500 euros perteneciente al Sexto Programa Marco (6PM), el estudio ofrece información nueva sobre la manera en la que bacterias pertenecientes al grupo SAR11 han logrado un éxito evolutivo y también evalúa distintas teorías de amplia aceptación.

Esta investigación, publicada en dos artículos en las revistas Molecular Biology and Evolution y PLoS ONE, ha descubierto un ‘pariente’ raro y hasta ahora desconocido de las mitocondrias, los centros energéticos de la célula.

«Las inmensas cantidades de información procedente de ADN (ácido desoxirribonucleico) producida por los océanos nos ofrece un vistazo a un mundo que nunca antes ha podido ser estudiado», declaró el profesor Siv Andersson del Departamento de Evolución Molecular de la Universidad de Uppsala (Suecia), autor principal de los artículos. «Es fascinante buscar respuestas a las preguntas fundamentales de la vida en estos datos.»

Los investigadores informan que la bacteria tipo SAR11 supone entre el 30 % y el 40 % de todas las células bacterianas de los océanos. Su presencia influye en los ciclos de carbono globales. Según el equipo, estas bacterias no son tan abundantes en ningún otro sitio. Debido a que el océano carece de nutrientes suficientes, la bacteria SAR11 posee un volumen celular muy pequeño para aprovechar al máximo la concentración de estos en las células. Sus genomas también son excepcionalmente pequeños y compactos.

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Estudios anteriores habían descubierto que las bacterias SAR11 están relacionadas con otro grupo de bacterias en las que se incluye la del tifus. Aunque esta última también posee un genoma pequeño, esto no le ha impedido adaptarse a vertebrados e invertebrados. Mediante análisis sofisticados de relaciones evolutivas, los investigadores de Uppsala descubrieron que las bacterias SAR11 evolucionaron en el océano y a partir de bacterias terrestres con genomas de un tamaño entre tres y diez veces superior.

A diferencia de sus parientes cercanas, las bacterias SAR11 no poseen los genes que se consideran necesarios para reparar ADN dañado. Esto, indican los investigadores, podría ser la razón de su éxito. «La pérdida de genes implica que la bacteria puede intercambiarlos más fácilmente con otras, y los que reportan beneficios pueden propagarse con rapidez en los océanos pues sirven de adaptación a cambios en el contenido de nutrientes, la temperatura y la radiación ultravioleta», explicó Johan Viklund, doctorando en el Departamento de Evolución Molecular de la Universidad de Uppsala.

Además de evaluar los datos generados en otros estudios de ADN sobre las bacterias en los océanos, el equipo de Uppsala analizó secuencias de ADN que codificaban proteínas implicadas en la respiración celular: la descomposición de azúcares en dióxido de carbono y agua. Su comparación con las secuencias correspondientes de proteínas en las mitocondrias de vertebrados e invertebrados permitió al equipo identificar un grupo de bacterias raras hasta entonces desconocidas.

«Estas bacterias son muy parecidas a mitocondrias», afirmó el Dr. Thijs Ettema de la Universidad de Uppsala. «Nuestros descubrimientos indican que el origen de las mitocondrias puede ser oceánico, pero que los parientes más cercanos no están relacionados con el grupo de SAR11 como se pensaba hasta ahora.»

 

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