Explican el misterio de la metamorfosis en el fondo marino

gusano marino Hydroides elegans

El desencadenante es una molécula llamada lipopolisacárido, que forma la capa exterior de la mayoría de las bacterias marinas

La mayoría de los animales invertebrados marinos que viven en el fondo, como esponjas, corales, gusanos y ostras, producen diminutas larvas que nadan en el océano antes de adherirse al lecho marino y transformarse en juveniles.

Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Hawái en Manoa reveló que una gran y compleja molécula, llamada lipopolisacárido, producida por bacterias es responsable de inducir a las larvas de gusanos tubícolas marinos, Hydroides elegans, a asentarse en el lecho marino y comenzar los complejos procesos de metamorfosis.

"Este es un hito importante en la comprensión de los factores que determinan dónde se asientan y se metamorfosean las larvas de los invertebrados que viven en el fondo", dijo Michael Hadfield, autor principal del artículo y profesor emérito en la Escuela de Ciencias y Tecnología de los Océanos y la Tierra de la UH Manoa (SOEST). "Es la clave para comprender cómo se establecen y mantienen las comunidades bénticas (submarinas) en todas las superficies bajo el agua salada, es decir, en el 71% de la superficie de la Tierra".

Encontrar el lugar adecuado para instalarse

larva de gusano marino Hydroides elegansImagen derecha: Larva de Hydroides elegans seis días después de la fecundación. (Crédito de la foto: Freckleton, et al. 2022)

La mayoría de las larvas de invertebrados son capaces de permanecer en la etapa larvaria durante largos períodos de tiempo hasta que encuentran un lugar adecuado. En el estudio, dirigido por Marnie Freckelton, investigadora postdoctoral en el Kewalo Marine Lab, una unidad del Pacific Biosciences Research Center (PBRC) en la SOEST, el equipo de investigación planteó la pregunta: ¿Cómo los "lugares correctos" indican a las larvas que se asienten y ¿ se metamorfoseen?

La metamorfosis es un cambio profundo en la forma del animal: de una pequeña larva nadadora a un animal con una anatomía muy diferente anclado al lecho marino. Aunque los investigadores sabían que las biopelículas, delgadas capas compuestas de bacterias, diatomeas y pequeñas algas que cubren las superficies sumergidas, inducen la metamorfosis de una amplia gama de larvas de invertebrados marinos, el mecanismo de inducción sigue siendo poco conocido.

En experimentos de laboratorio con larvas de gusanos tubícolas, el equipo descubrió que no se asentarían en superficies limpias. Requerían una señal de una biopelícula superficial.

"El equipo aisló una sola especie bacteriana, Cellulophaga lytica, que podría, cuando se formaba en una biopelícula superficial, inducir a las larvas de gusanos a asentarse, y luego preguntamos: ¿Qué tiene esa bacteria en particular que hace que las larvas se asienten y se metamorfoseen?", dijo Freckelton.

Con una serie de experimentos con enzimas, los investigadores eliminaron los compuestos bacterianos a base de proteínas como posibles inductores del asentamiento. A partir de ahí, investigaron, uno por uno, varios compuestos que contienen lípidos e identificaron el desencadenante: el lipopolisacárido, que forma la capa exterior de la mayoría de las bacterias marinas.

colonia de gusanos marinos Hydroides elegans

Imagen: Acumulación de gusanos tubícolas Hydroides en un panel colocado en Pearl Harbor durante un mes. (Crédito de la foto: Freckleton, et al. 2022)

Respuesta selectiva a las bacterias locales

Estudiaron las comunidades de biopelículas bacterianas de muchos hábitats diferentes para saber qué especies bacterianas estaban presentes y cómo se comparaban entre comunidades. Descubrieron que, aunque miles de especies bacterianas forman la biopelícula en cualquier hábitat marino dado, varían significativamente de un lugar a otro.

"De hecho, tenemos diferentes cepas de la misma especie bacteriana obtenidas de Kāneʻohe Bay y Pearl Harbor, y las larvas de Hydroides se asientan solo en respuesta a la de Pearl Harbor”, dijo Hadfield, quien ha sido investigadora en el Laboratorio Marino de Kewalo en PBRC desde 1968.

"Además, en nuestro laboratorio encontramos que las larvas del coral Pocillopora damicornis, que es abundante en la bahía de Kāneʻohe, se asentarán solo en respuesta a la cepa de la bacteria de la bahía de Kāneʻohe. Este es un gran avance, porque nos informa sobre la especificidad de ciertas bacterias que guían y mantienen una comunidad de animales donde se encuentran".

El estudio fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences: Bacterial lipopolysaccharide induces settlement and metamorphosis in a marine larva

Imagen de cabecera: En la foto, un gusano tubícola marino adulto (Hydroides elegans) extraído de su tubo calcáreo. (Crédito de la foto: Brian T. Nedved)

Ya que estás aquí...

... tenemos un pequeño favor que pedirte. Más personas que nunca están leyendo Vista al Mar pero su lectura es gratuita. Y los ingresos por publicidad en los medios están cayendo rápidamente. Así que puedes ver por qué necesitamos pedir tu ayuda. El periodismo divulgador independiente de Vista al Mar toma mucho tiempo, dinero y trabajo duro para producir contenidos. Pero lo hacemos porque creemos que nuestra perspectiva es importante, y porque también podría ser tu perspectiva.

Si todo el que lee nuestros artículos, que le gustan, ayudase a colaborar por ello, nuestro futuro sería mucho más seguro. Gracias.

Hacer una donación a Vista al Mar

Boletín de suscripción

Creemos que el gran periodismo tiene el poder de hacer que la vida de cada lector sea más rica y satisfactoria, y que toda la sociedad sea más fuerte y más justa.

Recibe gratis nuevos artículos por email: