Revelan procesos clave en la evolución microbiana marina

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Eucariota microbiano
Los eucariotas microbianos han dado cientos de grandes saltos del mar a la tierra, lo que explicaría la gran biodiversidad actual / Albert Reñé.

No es fácil para los organismos cruzar la barrera de la salinidad

Los eucariotas microbianos han dado cientos de grandes saltos del mar a la tierra y viceversa

Un estudio publicado recientemente ha revelado algunos de los procesos clave en la evolución microbiana marina.

Según el estudio, liderado por la Universidad de Uppsala (Suecia) y con la participación del Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona, es la gran cantidad de transiciones de hábitat -del mar a la tierra y viceversa- la que ocurrido en los últimos millones de años lo que explica la gran diversidad actual.

Según los autores, "no es fácil para los organismos cruzar la barrera de la salinidad y, cuando esto sucede, las transiciones resultantes son eventos evolutivos clave que pueden desencadenar explosiones de diversidad". Sin embargo, hasta ahora no se sabía con qué frecuencia han sido estas transiciones en el árbol de la vida eucariota, que comprende animales, plantas y una amplia variedad de microorganismos eucariotas.

Pequeño pero muy versátil

En concreto, el trabajo que se publica ahora ha demostrado que los eucariotas microbianos han dado cientos de grandes saltos del mar a la tierra, y también a hábitats de agua dulce, y viceversa, durante su evolución. Esto, a su vez, ha permitido deducir dónde se encontraron los ancestros de cada uno de los grupos eucariotas microbianos.

"Gracias a que contamos con buenos árboles filogenéticos y muestras de diferentes ambientes, hemos podido analizar las transiciones de hábitat en diferentes grupos de eucariotas, que han sido cientos de veces durante millones de años de evolución eucariota, que es más de lo que pensábamos", explica Ramón Massana, investigador del ICM-CSIC y uno de los autores del estudio.

Para su elaboración, el equipo científico utilizó las últimas tecnologías para secuenciar el ADN de microbios que habitan en muestras recogidas en lagos boreales, suelos de bosques, el Océano Índico y la Fosa de las Marianas, entre muchos otros entornos. En concreto, el ICM-CSIC aportó muestras marinas obtenidas durante la expedición Malaspina en diferentes océanos y profundidades de la columna de agua.

árbol de la vida de los microbios marinosImagen derecha: Este árbol corresponde al mejor árbol de máxima verosimilitud inferido usando una alineación con 7.160 sitios y el modelo GTRCAT en RAxML99. El árbol contiene 16.821 OTU generadas a partir de la secuenciación PacBio de 21 muestras ambientales (no se incluyeron secuencias de referencia).

Gracias a ello ha sido posible construir grandes árboles evolutivos de los organismos que se encuentran en estos ambientes e incluso observar una serie de patrones en la evolución de la preferencia de hábitat.

"Descubrimos que los organismos en el árbol de la vida de los eucariotas generalmente se agrupan según vivan en los océanos o en hábitats no marinos", explica Mahwash Jamy, investigador de la Universidad de Uppsala y autor principal de este estudio. Al respecto, Jamy agrega que "este hallazgo confirma que adaptarse a una salinidad diferente, o cruzar la barrera de la sal, es difícil, incluso para los microbios".

No obstante, el estudio demuestra que los eucariotas microbianos se han establecido con éxito en nuevos hábitats varios cientos de veces a lo largo de su evolución. Así, los autores sugieren que son precisamente estas esquivas transiciones las que habrían permitido a los organismos colonizadores ocupar nichos ecológicos vacantes, dando lugar a la gran diversidad de eucariotas en la actualidad.

Más pistas sobre los primeros eucariotas

Por otro lado, los árboles evolutivos construidos a partir de secuencias de ADN también han permitido a los investigadores acercarse al pasado profundo e inferir cuáles podrían haber sido los hábitats de los ancestros de cada grupo microbiano.

"Es probable que dos de los grupos más grandes de eucariotas, el SARS y el Obozoa, cada uno de los cuales es más grande que, por ejemplo, animales o plantas, surgieron en hábitats completamente diferentes", dice Fabien Burki, también investigador de la Universidad de Uppsala y otro de los autores principales del estudio.

Según Burki, el linaje SAR, que incluye grupos como diatomeas, ciliados, dinoflagelados, radiolarios, etc., habría surgido por primera vez en los océanos precámbricos, mientras que el ancestro del grupo Obazoa -que se ha diversificado en hongos, animales, coanoflagelados y amebas- podría haber vivido en hábitats no marinos.

Esto demuestra, una vez más, que cruzar la barrera de la salinidad ha jugado un importante papel en la configuración de la evolución eucariota. Por esta razón, para futuras investigaciones, los expertos recurrirán a la genómica para descubrir qué mecanismos genéticos subyacen a estos eventos evolutivos clave.

La investigación ha sido publicada en Nature Ecology and Evolution: Global patterns and rates of habitat transitions across the eukaryotic tree of life

Etiquetas: EvoluciónMicrobio marino

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