Tanto los microbios como la ostra misma co-expresan genes simultáneamente
Para una ostra, es esencial crear un entorno interno que propicie la calcificación y forme su característica concha dura.
Sin embargo, una nueva investigación de Harvard ha descubierto que estos bivalvos podrían subcontratar el trabajo, coordinándose con los microbios de una manera que podría arrojar luz no solo sobre las ostras, sino también sobre cómo los microbios podrían ayudar a la resiliencia en un océano cambiante.
Explorando las ostras y sus microbios
Originalmente, Andrea Unzueta Martínez, becaria postdoctoral en el Laboratorio Girguis de Ecofisiología, Biogeoquímica e Ingeniería y primera autora del artículo, estaba estudiando cómo funcionan las ostras en el océano.
Según explicó, las ostras son capaces de regular su pH interno, lo que significa que pueden mantener la homeostasis —un ambiente interno estable— incluso cuando el pH de su entorno acuático externo cambia con las mareas. Tras su trabajo doctoral, que analizó los microbios residentes en las ostras, planteó la cuestión de qué funciones podrían desempeñar estos microbios.
"Quería empezar a analizar qué función desempeñaban los microbios en el animal anfitrión en términos de regulación química", explicó Unzueta Martínez.
Comenzó evaluando la capacidad del bivalvo para mantener la homeostasis, especialmente durante las mareas altas, cuando su entorno exterior es más ácido.
"Sabemos que la ostra puede regular su química interna", afirmó. "Poseen toda la maquinaria genética necesaria para ello, pero nunca habíamos considerado la posibilidad de que los microbios pudieran contribuir de forma significativa".
Imagen: Unzueta Martinez ideó una especie de catéter, instalando un puerto hermético para permitir el acceso unidireccional a través del cual podía tomar muestras del fluido lleno de microbios en la ostra. Crédito: Andrea Unzueta Martinez
Descubriendo una comunidad microbiana oculta
Se centró en los microbios que viven en una bolsa de líquido entre el cuerpo blando de la ostra y su concha. "Este líquido está completamente aislado del entorno, por lo que es imposible que un microbio marino cualquiera pueda llegar hasta allí flotando", explicó. "No tenemos ni idea de cómo llegaron allí estos microbios".
Para acceder a estos microbios, ideó una especie de catéter, instalando un puerto hermético que permitía el acceso unidireccional a través del cual podía tomar muestras del fluido lleno de microbios.
Al examinar los microbios y las ostras, descubrió que tanto los microbios como la ostra misma co-expresaban genes simultáneamente, es decir, que sus genes se activaban al mismo tiempo. Lo más sorprendente fue que, según explicó, "los microbios expresaban genes que se sabe que ayudan a precipitar el carbonato de calcio". "Y el carbonato de calcio es el material del que está hecha la concha".
Una sorprendente señal de expresión genética
Sorprendentemente, al activarse los microbios, la ostra anfitriona comenzó a expresar genes relacionados con su sistema neuroinmune, el sistema que detecta cuerpos extraños, como los microbios. Estos sistemas pueden desempeñar un papel en la eliminación de microbios, pero algunos animales los utilizan para comunicarse químicamente con microbios beneficiosos.
Unzueta Martínez describió el descubrimiento como "muy emocionante" y se preguntó: "¿Qué está pasando? ¿Se están coordinando? ¿Puede el anfitrión comunicarse de alguna manera con su microbioma a través del sistema neuroinmune para coordinar la regulación química?".
"Planteaba más preguntas que respuestas", dijo.
Imagen derecha: Descripción general de la química del agua de mar y del fluido calcificante en los niveles de control y de tratamiento de pH mareal. Crédito: Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2521539123
Observando entornos oceánicos extremos
Para continuar con este trabajo, espera estudiar bivalvos de aguas profundas como los mejillones Bathymodiolus y las almejas Calyptogena, que viven alrededor de las chimeneas hidrotermales en algunos de los hábitats más extremos de la Tierra.
"Estos animales están prosperando y, además, poseen microbiomas", afirmó. "Esta es una gran oportunidad para analizar esta triple interacción entre el anfitrión, el microbioma y la regulación de la química ambiental en diferentes entornos".
Según Peter R. Girguis, profesor de Biología Organísmica y Evolutiva y codirector de la Iniciativa de Ciencias Microbianas de Harvard, este tipo de investigación pone un nuevo énfasis en la cooperación entre organismos y microbios.
"A menudo pensamos que los animales hacen todo el trabajo pesado por sí solos, y a veces puede ser cierto", dijo. "Pero, en la mayoría de los casos, cuando observamos, encontramos que los microbios desempeñan algún papel en un proceso animal".
"Es un recordatorio de que todos nosotros, como animales, vivimos en este mundo microbiano", dijo. Ese microbio podría estar ahorrándole a la ostra la energía que de otro modo gastaría en fabricar su propia concha. O, añadió, podría estar desempeñando algún otro papel que aún no hemos descubierto.
¿Qué significa esto más allá de las ostras?
Este hallazgo también tiene implicaciones para las formas de vida superiores. Con demasiada frecuencia, explicó, asociamos los microbios de nuestro propio cuerpo con patógenos o enfermedades. "Pero la inmensa mayoría de los microbios que desempeñan un papel en la vida humana nos confieren ventajas", dijo, señalando, por ejemplo, el papel de los microbios en la digestión.
"Si logramos desentrañar las formas en que una ostra, que posee un lenguaje inmunológico mucho más simple, se comunica con los microbios, podremos comprender mejor su resistencia". Es decir, explicó, la forma en que la ostra "aprovecha la sofisticación bioquímica de los microbios".
A medida que el océano se vuelve más ácido, este tipo de colaboraciones pueden resultar vitales. "A medida que disminuye el pH del océano, los animales necesitan más energía", explicó Girguis.
"Pero si eso puede ser compartido, aunque sea mínimamente, por los microbios que ayudan a crear condiciones favorables para el crecimiento de la concha, y los microbios se benefician al tener un lugar donde vivir donde no son depredados, entonces ese es el comienzo de una relación realmente buena".
La investigación se publica en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences: Coexpression among eastern oyster host and microbiome genes suggests coordinated regulation of calcifying fluid chemistry
