¿Las bacterias de los peces dictan sus dietas?

peces de arrecife

Un estudio de microbios de peces de Florida sugiere cómo y por qué cada pez cumple un papel ecológico único

Como un detective que sigue a un sospechoso, el ecologista marino Tom Adam acechó en las aguas turquesas del Santuario Marino Nacional Florida Keys hace unos años tratando de detectar peces loro, peces conejo y peces cirujano, alimentándose de algas que crecen en el arrecife. Cuando Adam vio uno, lo siguió, pero no demasiado de cerca. No quería ahuyentar a los peces, pero necesitaba estar lo suficientemente cerca para ver con precisión dónde mordisqueaba.

"Observamos con mucho cuidado para ver exactamente dónde estaba mordiendo cada pez", dice Adam, quien junto con un colega de la Universidad de California, Santa Bárbara, registró más de 1.000 mordisqueos. Luego identificaron los tipos exactos de algas que viven en esos lugares.

Su trabajo es parte de un reciente estudio que muestra que cada especie de pez come diferentes tipos de algas en diferentes partes del arrecife, y que cada especie tiene un conjunto único de microorganismos, o microbioma, en su intestino.

El equipo utilizó la secuencia de ADN y el análisis computacional para identificar y clasificar los millones de microbios intestinales tomados de peces capturados en las mismas aguas, concentrándose en los 59 que eran más dominantes. Cada especie albergaba un subconjunto único de esos 59.

La bacteria Lachnospiraceae, que se sabe que fermenta diversos carbohidratos de plantas, solo se encontró en el pez cirujano, por ejemplo, y la bacteria Erysipelotrichaceae, que se ha relacionado con la digestión de proteínas, solo se encontró en el pez loro.

Los investigadores esperan usar los datos en futuros estudios que examinen las interacciones genéticas de los microbios para ver si el microbioma intestinal único de un pez puede conducirlo a seleccionar diferentes algas.

"Esa es la gran pregunta candente", dice Douglas Rasher, ecólogo marino del Laboratorio Bigelow de Ciencias del Océano en Maine y coautor del artículo. "¿En qué medida estos microbios juegan un papel en la configuración del comportamiento de alimentación de los peces, en lugar de responder a las actividades de alimentación de los peces?".

taxonomía del microbioma intestinal

Image: Taxonomía y supuesto origen del microbioma intestinal. Análisis de máxima verosimilitud de los 59 DA ASV y sus 297 secuencias relativas más cercanas. El anillo de color interno corresponde a la categoría de hábitat asignada de los parientes más cercanos (según la fuente de aislamiento).

Rasher ha publicado previamente una investigación que muestra que los arrecifes necesitan una diversidad de especies de peces que se alimentan de diferentes tipos de algas para mantenerse saludables.

Los microbios son esenciales para todas las criaturas vivientes, ya que permiten que las plantas y los animales obtengan energía de los alimentos y luchen contra los patógenos. A medida que la secuenciación del ADN se vuelve cada vez más barata y más precisa, ha explotado la investigación sobre microbiomas humanos. Los investigadores han descubierto que el cuerpo humano alberga 100 billones de microbios, lo que podría afectar todo, desde el autismo hasta la obesidad. Los ecologistas reconocen cada vez más que estas colonias podrían arrojar nueva luz sobre por qué los diferentes organismos se comportan de la manera en que lo hacen.

Los biólogos marinos tienen evidencia, por ejemplo, de que un microbio que vive en el calamar bobtail le permite camuflarse con un brillo bioluminiscente que se parece a la luz de la luna en el agua.

"Es una asociación simbiótica extremadamente específica y coevolucionada entre el calamar y un microbio en particular", dice Jarrod Scott, investigador postdoctoral en el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales y autor principal del nuevo artículo sobre microbioma.

Este trabajo de Rasher, Scott y sus colegas es el primer vistazo a los microbios en los peces del Caribe. Sorprendentemente, cuando compararon las cepas microbianas únicas de una especie con las bases de datos mundiales disponibles públicamente, encontraron microbiomas similares en peces de arrecife que viven a miles de kilómetros de distancia en el Océano Indo-Pacífico.

"Ese fue uno de nuestros hallazgos más inesperados e interesantes", dice Rasher. "Estas especies de peces del Caribe y del Indo-Pacífico han estado separadas por millones de años de evolución y viven a miles de kilómetros de distancia, pero comparten microbios similares".

Aunque los investigadores aún no pueden decir si una relación simbiótica entre estos peces de arrecife y sus microbiomas dicta sus dietas, el estudio es un primer paso importante, dice Jonathan Lefcheck, ecólogo marino de la Institución Smithsonian, que no participó en la investigación. Limita a qué microbios deberían prestar atención los investigadores, dice, si quieren vincular los microbios con el comportamiento de alimentación. Eso podría ayudar, señala, a comprender cuán crítica es cada especie dentro de un ecosistema, agregando peso a los argumentos para su conservación.

Artículo científico: Intestinal microbes: an axis of functional diversity among large marine consumers

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