Las bacterias del fondo marino juegan un importante papel en el ciclo global del carbono

bacteria Woeseiales

Un verdadero protagonista global: bacterias en sedimentos marinos previamente no reconocidas como grupo clave

Los sedimentos marinos cubren más de dos tercios de la superficie de nuestro planeta. Sin embargo, apenas se exploran, especialmente en las regiones más profundas de los océanos.

Para su nutrición, las bacterias en el océano profundo dependen casi por completo de los restos de organismos que gotean desde las capas superiores del agua. Dependiendo de cómo procesen este material, permanece en las profundidades del océano durante mucho tiempo o regresa a la superficie como dióxido de carbono.

Por lo tanto, las bacterias del fondo marino juegan un importante papel en el ciclo global del carbono, lo que las convierte en un emocionante e importante objeto de investigación.

Protagonistas globales en el fondo marino

El equipo de investigación de Christina Bienhold y Katy Hoffmann del Instituto Max Planck en Bremen y Pierre Offre, que ahora trabaja en el NIOZ en la isla de Texel, ha identificado y caracterizado un grupo de microbios particularmente dominante. "Aunque estas bacterias se conocen en la literatura desde hace algún tiempo", explica Bienhold, "nadie les ha prestado mucha atención hasta ahora".

Si bien el equipo se centró en el papel de este grupo en las profundidades del mar, otros investigadores del Instituto Max Planck de Microbiología Marina investigaron su importancia en los sedimentos costeros. "Solo ahora queda claro cuán numerosos y extendidos son los miembros de Woeseiales", continúa Bienhold.

Buque de investigación Polarstern

Unos impresionantes 40 millones de células habitan cada mililitro de fondo marino, junto con mil millones de otras bacterias. En un dedal lleno de sedimentos, hay alrededor de 120 millones de células de Woeseiales. "No conocemos ningún otro grupo de bacterias que ocurra en el fondo del océano en tan altas abundancias".

Extrapolados a todo el fondo del mar profundo, la población mundial de Woeseiales ascendería a 5 x 1026 células, estiman los autores. "Teniendo en cuenta que estas estimaciones no incluyen ni los sedimentos costeros ni la biosfera profunda, estas bacterias pueden ser uno de los grupos más comunes de microorganismos en la Tierra", explica Bienhold.

Un grupo con variados roles ecológicos

En su estudio, los autores presentan una síntesis ecológica que resume el conocimiento actual sobre la diversidad y la distribución ambiental de estas bacterias. La síntesis se basó en datos de secuencia de ADN, que se depositaron en bases de datos públicas durante las últimas dos décadas, pero también incluyó nuevos datos, algunos de los cuales se generaron a partir de sedimentos árticos de aguas profundas recolectados en el observatorio a largo plazo mantenido por AWI HAUSGARTEN.

mapa metabólico de bacterias Woeseiales

Imagen: Mapa metabólico que representa las rutas de conservación catabólica y energética predichas a partir del genoma de Woeseia oceani XK5.

"Los análisis revelan que las Woeseiales se adaptan a una miríada de organismos con ecologías variadas", explica Pierre Offre, autor principal del estudio. "Por ejemplo, diferentes especies de Woeseiales coexisten juntas en cualquier lugar del fondo marino, donde probablemente cumplen diferentes funciones ecológicas. Nuestro estudio proporciona una primera guía ecológica para estos fascinantes organismos".

Además, los datos ahora disponibles indican que los miembros de Woeseiales podrían alimentarse de la llamada materia proteica, como los restos de las paredes y membranas celulares u otras sobras de organismos muertos. Teniendo en cuenta que las proteínas son una importante fuente de nitrógeno (un nutriente fundamental para todas las formas de vida) en los sedimentos del fondo marino, la capacidad potencial de las bacterias Woeseiales para la degradación de proteínas puede ser ecológicamente importante para el reciclaje del nitrógeno en los ecosistemas bentónicos.

"Estoy convencido de que los estudios adicionales de estas bacterias proporcionarán nuevos conocimientos sobre los ciclos de carbono y nitrógeno en los sedimentos marinos", concluye Offre, quien continúa investigando estos microorganismos para comprender el secreto de su éxito ecológico, junto con su equipo de investigación en NIOZ.

Artículo científico: Diversity and metabolism of Woeseiales bacteria, global members of marine sediment communities

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