Convierten las reservas de biomasa en energía para seguir nadando
Las bacterias marinas controlan la cantidad de CO2 que se almacena en los océanos, nadando tras las partículas que se hunden y degradándolas, las cuales de otro modo permanecerían almacenadas en el océano durante milenios.
Los investigadores han descubierto que algunas bacterias pueden nadar durante varios días sin alimento mientras buscan estas partículas, perdiendo peso corporal en el proceso. Comprender cómo hacen esto las bacterias marinas puede conducir a una mejor predicción de la capacidad de almacenamiento de carbono marino y la mitigación del clima.
"La decisión de nadar o no cuando no hay alimento resulta ser un problema general para las bacterias", explica Roman Stocker, profesor del Instituto de Ingeniería Ambiental de la ETH de Zúrich. Cuando se pasa hambre, nadar aumenta las posibilidades de llegar a una zona donde la vida es mejor. Al mismo tiempo, nadar es muy costoso para las bacterias marinas. Es una decisión de alto riesgo y gran recompensa para ellas.
Un equipo interdisciplinario de investigadores de la ETH Zurich, EAWAG y la Universidad de Viena abordó este problema realizando experimentos con muchas especies diferentes, dejando pasar hambre a las bacterias y luego observando su comportamiento de natación bajo el microscopio. Descubrieron que las bacterias dejaban de nadar por completo a las pocas horas de inanición o continuaban nadando durante al menos dos días (algunas incluso una semana).
Vídeo: Película de ejemplo de células rastreadas de Vibrio splendidus FF-500 en un medio rico en carbono (50% caldo marino). Crédito: Nature Microbiology (2025). DOI: 10.1038/s41564-025-01997-7
Las bacterias son como corredores de maratón
"Nos ha intrigado durante algún tiempo cómo las bacterias que nadan sin alimento pagan el precio energético", afirma el Dr. Johannes Keegstra, autor principal del estudio. Mediante técnicas avanzadas para medir su peso, se descubrió que pierden casi el 10 % de su biomasa cada día que nadan. "Son muy parecidos a los corredores de maratón: convierten las reservas de biomasa en energía para seguir nadando".
Esto demuestra que las bacterias marinas utilizan dos soluciones distintas al desafío de nadar: las bacterias que evitan el riesgo dejan de nadar por completo y simplemente esperan que las cosas mejoren, ahorrando así sus recursos, mientras que las bacterias propensas al riesgo sacrifican parte de su biomasa con la esperanza de recuperarla más tarde cuando nadan hacia una partícula.
Del comportamiento al clima
Los autores utilizaron la información de las secuencias de ADN de las especies bacterianas para predecir este comportamiento en otras bacterias. Realizaron predicciones con datos de secuencias de muestras de campo, por ejemplo, para determinar qué estrategia es más común en cada región del océano. Esto puede ser útil para modelar el almacenamiento de carbono. Las bacterias marinas suelen pasarse por alto en los modelos matemáticos que describen la transformación de diversas formas de carbono, como el CO2, en el océano.
"Si queremos que estos modelos sean predictivos, necesitamos describir su comportamiento de forma más explícita", explica Martin Ackermann, profesor de la ETH de Zúrich y director de EAWAG.
Keegstra añade: "El problema es que cada especie es diferente, así que ¿Por dónde empezar? Con estos principios simplificadores, actualmente estamos trabajando para ver cómo podemos mejorar las predicciones de los flujos de carbono".
La investigación se publicó en la revista Nature Microbiology: Risk–reward trade-off during carbon starvation generates dichotomy in motility endurance among marine bacteria
