El primer mapeo a gran escala de genomas de plancton bacteriano en el Mar Báltico muestra que los parientes más cercanos de las bacterias no se encuentran en los océanos o lagos de agua dulce, sino en otros ambientes salobres. Es posible que los genomas aún no respondan de dónde provienen estos plancton, pero ayudarán a los científicos a comprender mejor los ecosistemas salobres o salobres.
En un estudio publicado en biología del genoma , investigadores del centro de investigación SciLifeLab del Instituto Real de Tecnología KTH de Suecia y la Universidad de Linnaeus utilizaron secuenciación de ADN y algoritmos avanzados para reconstruir los genomas de una serie de plancton bacteriano, o bacterioplancton, en el Mar Báltico.
Una comparación con datos genéticos de cuerpos de agua de todo el mundo muestra que el bacterioplancton báltico es genéticamente distinto de sus parientes tanto en los océanos como en los lagos de agua dulce. Varios de los genomas son similares a los de otro gran sistema de agua salobre, la Bahía de Chesapeake en elCosta Este de América del Norte. Andersson dice que esto sugiere que hay un microbioma global especializado en agua salobre, que se separó del océano y el plancton de agua dulce hace al menos 100,000 años, mucho antes de que el Báltico se convirtiera en un mar salobre, hace 8000 años.
Pero de dónde se originan estos plancton bacteriano, y cómo terminaron en el Báltico, aún no se ha determinado.
Andersson dice que el bacterioplancton tiene una historia diferente a la de los organismos multicelulares en el Báltico, que en contraste son poblaciones localmente adaptadas de contrapartes marinas o de agua dulce.
Los hallazgos no solo se refieren a las relaciones entre las familias de plancton, también hay un significado ambiental para el estudio. Dado que las bacterias son importantes para los ciclos de carbono y nutrientes en el mar, esta es una pieza importante del rompecabezaspara entender cómo funciona el ecosistema del mar Báltico, dice Andersson.
"Este es un gran paso adelante en el esfuerzo por aumentar la comprensión de cómo se convierten los nutrientes en el Mar Báltico y cómo estos procesos se verán afectados por el calentamiento global", dice Andersson.
Un litro de agua de mar contiene alrededor de mil millones de plancton microscópico, gran parte del cual son bacterias y sus primos, arqueas. Estos organismos unicelulares pertenecen a un grupo de especies diferentes, todas especializadas en diferentes tareas para su supervivencia. Algunas realizan, por ejemplo, fotosíntesis cianobacterias; otros se alimentan de compuestos de carbono de otro plancton o escorrentía de la tierra; y algunos obtienen su energía de catalizar la oxidación de diversas moléculas no orgánicas, como el amoníaco.
La mayoría de las especies bacterianas marinas son difíciles de cultivar. Sin embargo, con un método llamado metagenómica, el ADN se puede secuenciar directamente a partir de una muestra de agua, y al unir las cadenas cortas de ADN, se puede obtener un genoma más o menos completo. Los científicostomó muestras de agua semanalmente durante un año en una estación a 10 km al este de la isla de Öland. El ADN fue extraído y secuenciado en SciLifeLab en Estocolmo. El equipo usó una supercomputadora para juntar las hebras cortas de ADN en fragmentos genéticos más largos y eventualmente los investigadoresutilizaron un algoritmo que desarrollaron para clasificar los fragmentos en genomas de diferentes especies.
"La metagenómica nos da una ventana al mundo de los microbios. Al identificar las enzimas y los mecanismos de absorción codificados en los genomas de diferentes especies de plancton, podemos entender qué nutrientes viven. A largo plazo, esto conducirá a mejores modelos de nutrientes.ciclismo en los océanos ", dice la autora principal Luisa Hugerth, estudiante de doctorado en KTH.
Andersson dice que para la investigación ambiental en el Báltico, el mapeo de los genomas del bacterioplancton tiene un propósito similar al mapeo del genoma humano para la investigación médica, donde la información sobre el genoma humano es un pilar y una necesidad absoluta para gran parte della investigación se lleva a cabo hoy. "Ahora que esta parte está terminada, se está trabajando para mapear los genomas de las especies de plancton microscópico más comunes en el Báltico", dice.
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Materiales proporcionado por KTH El Real Instituto de Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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