Las ballenas pueden deber su eficiente digestión a millones de pequeños microbios

ballena de Groenlandia

Los ésteres cerosos son un importante lípido en los océanos de todo el mundo

Un estudio realizado por investigadores de la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) muestra que las comunidades microbianas dentro de las ballenas pueden desempeñar un importante papel en la digestión de uno de los lípidos ricos en carbono más abundantes del océano, conocido como un éster ceroso.

Los ésteres ceroosos son una de las grasas más difíciles de digerir para muchos animales, incluidos los humanos. Son especialmente ricos en pequeños crustáceos, como el krill y los copépodos, una presa favorita de la ballena de Groenlandia o ballena boreal que se alimenta por filtración y de las ballenas francas del Atlántico Norte en peligro de extinción.

Los ésteres cerosos son también un importante lípido en los océanos de todo el mundo, que a veces almacenan al menos la mitad del carbono producido por organismos marinos similares a las plantas, según estudios previos.

"Descubrimos que más del 80 por ciento de los lípidos consumidos por las ballenas de Groenlandia son ésteres cerosos, pero menos del 30 por ciento permanecen en el intestino grueso", dice la científica marina de la OMSI Carolyn Miller, autora principal del estudio. Como resultado, las ballenas de Groenlandia, entre otros miembros de la familia de las ballenas barbadas, son altamente eficientes para digerir estos lípidos.

"Esto es fundamental no solo para comprender el ciclo de estos importantes lípidos en los océanos, sino también porque las ballenas consumen enormes cantidades de presas ricas en éster ceroso para apoyar muchos aspectos de su salud y reproducción".

La pregunta es: si los ésteres cerosos son tan difíciles de digerir para otros animales, ¿cómo pueden la ballena de Groenlandia y otras ballenas barbadas digerirlos de manera tan eficiente? Parte de la respuesta podrían ser los millones de pequeños microbios, que incluyen bacterias, que viven en su tracto digestivo.

Estas comunidades microbianas se conocen comúnmente como la 'microbiota intestinal'. En los humanos y otros animales terrestres, los microbios intestinales juegan un importante papel en muchos aspectos de la salud, incluida la digestión, donde a menudo tienen la capacidad de descomponer partes de la dieta que de otro modo no serían digeribles.

microbioma de la ballena de Groenlandia

Imagen: Comparación del microbioma de la ballena de Groenlandia y el lipidoma a través del tracto gastrointestinal (GI) de las ballenas de Groenlandia.

Miller y sus colegas querían estudiar si los microbios intestinales de la ballena de Groenlandia desempeñaban o no un papel en la digestión de los ésteres cerosos. Para hacer esto, primero necesitarían muestras frescas.

Pero la ventana para extraer muestras es de cierre rápido, ya que la descomposición puede contaminar el contenido del intestino. "Obtener muestras frescas del interior de las ballenas es realmente raro", dice Miller.

Gracias a la generosidad de los capitanes balleneros nativos de Alaska de la Asociación de capitanes balleneros de Barrow, a quienes se les permite capturar para su subsistencia una pequeña cantidad de ballenas cada año, Miller y sus colegas tuvieron la oportunidad de extraer muestras de ballenas de Groenlandia recién capturadas. Sus esfuerzos combinados produjeron más de cien muestras de 38 ballenas de Groenlandia durante cuatro años.

En el laboratorio, Miller y sus colegas analizaron estas muestras de nueve ubicaciones a lo largo del tracto gastrointestinal, con la esperanza de detectar cambios en las comunidades microbianas y los lípidos en todo el intestino de cada ballena. Lo que encontraron fue una fuerte conexión entre la comunidad bacteriana y una disminución en la presencia de ésteres cerosos en la parte inferior del intestino delgado.

"Los microorganismos juegan un importante papel en los procesos digestivos de los mamíferos, además de contribuir al funcionamiento inmune", dice Amy Apprill, ecóloga microbiana de la OMSI y coautora del estudio. "Este estudio sugiere que las bacterias intestinales pueden tener un papel crítico similar dentro de las ballenas, posiblemente proporcionándoles la ayuda que necesitan para descomponer estos compuestos grasos de presas".

Miller, Apprill y sus colegas pretenden aprovechar los hallazgos de este estudio con la esperanza de determinar qué parte de la digestión se debe a la propia ballena frente a las comunidades microbianas que habitan sus intestinos. En última instancia, esto puede arrojar luz sobre cómo estas ballenas y sus microbios digieren la fuente primaria de energía de sus presas para mantenerse.

Los resultados de esta investigación también pueden beneficiar a la comunidad ballenera nativa de Alaska al iluminar cómo los recursos nutricionales en las aguas frente a Point Barrow, Alaska, apoyan a las ballenas de Groenlandia locales de las que tanto dependen.

"Ha habido décadas de investigación centrada en el ciclo del carbono en el océano, pero la forma en que estos compuestos se descomponen, transforman y utilizan para crear la biomasa sustancial de una ballena se ha mantenido como una caja negra", agrega Apprill. "Este estudio proporciona una visión única de una parte previamente oculta de la red alimentaria marina".

Los hallazgos fueron publicados el 2 de diciembre en el Journal of the International Society for Microbial Ecology: Coordinated transformation of the gut microbiome and lipidome of bowhead whales provides novel insights into digestion

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