Las floraciones de algas regularmente hacen bonitas fotos satelitales de lagos y océanos. También ocasionalmente son noticia por envenenar peces, personas y otros animales. Lo que se discute con menos frecuencia es el papel descomunal que desempeñan en el ciclo global del carbono. Un estudio recienteahora revela datos sorprendentes sobre el flujo de carbono en las floraciones de fitoplancton. Inesperadamente, pocos clados bacterianos con un conjunto restringido de genes son responsables de una parte importante de la degradación de los azúcares de algas.
Las algas absorben dióxido de carbono CO 2 de la atmósfera y convertir el carbono en biomasa mientras libera el oxígeno a la atmósfera.El rápido crecimiento de algas durante las floraciones de fitoplancton conduce a una transferencia masiva de dióxido de carbono a la biomasa de algas.Pero, ¿qué pasa con el carbono después?
"Una vez que las algas mueren, el carbono es remineralizado por los microorganismos que consumen su biomasa. Por lo tanto, se devuelve a la atmósfera como dióxido de carbono. Alternativamente, si las algas muertas se hunden en el fondo marino, la materia orgánica se entierra en el sedimento, potencialmentedurante mucho tiempo ", explica la primera autora Karen Krüger del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen." Los procesos detrás de la remineralización del carbono de las algas todavía no se comprenden completamente ".
Por lo tanto, Krüger y sus colegas investigaron microorganismos durante las floraciones de algas de primavera en el sur del Mar del Norte, en la isla de Heligoland. Analizaron específicamente el uso bacteriano de los polisacáridos, azúcares que constituyen una fracción sustancial de la biomasa de algas. JuntosCon colegas del Instituto Max Planck, la Universidad de Greifswald y el Instituto Conjunto del Genoma del DOE en California, Krüger realizó un análisis metagenómico específico del filo de bacterias Bacteroidetes, ya que se sabe que consumen muchos polisacáridos.observó grupos de genes llamados loci de utilización de polisacáridos PUL, que se ha encontrado que son específicos de un sustrato de polisacárido particular. Si una bacteria contiene un PUL específico, eso indica que se alimenta del azúcar de algas correspondiente.
baja diversidad PUL
"Al contrario de lo que esperábamos, la diversidad de los PUL importantes era relativamente baja", dice Krüger. Solo cinco clases principales de polisacáridos estaban siendo atacadas regularmente por múltiples especies de bacterias, a saber, los beta-glucanos como laminarina, el principal almacenamiento de diatomeas.compuesto, alfa-glucanos como almidón y glucógeno, también compuestos de almacenamiento de algas y bacterias, mananos y xilanos típicamente componentes de la pared celular de algas y alginatos principalmente conocidos como material viscoso producido por macroalgas marrones. De estos cinco sustratos, solo dos alfa y beta-glucanos constituyen la mayoría de los sustratos disponibles para las bacterias durante una floración de fitoplancton, lo que implica que los sustratos de polisacárido más importantes liberados por las algas moribundas están formados por un conjunto bastante pequeño de componentes básicos.
"Dado lo que sabemos de la diversidad de algas y especies bacterianas, y la enorme complejidad potencial de los polisacáridos, no fue una sorpresa ver un espectro tan limitado de PUL, y solo en un número relativamente pequeño de clados bacterianos".El autor Ben Francis, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, lo resume en un comentario que lo acompaña: "Esto fue especialmente inesperado porque los estudios previos sugirieron algo diferente. Un análisis de más de 50 aislamientos bacterianos, es decir, bacterias que pueden cultivarse en el laboratorio,- que nuestro grupo de trabajo realizado en la misma región de muestreo reveló una diversidad mucho más amplia de PUL ", agrega."
sucesión temporal de degradación de polisacáridos
Durante el curso de la floración de algas, los científicos observaron un patrón distinto: en las primeras etapas de floración, dominaron menos polisacáridos y más simples, mientras que los polisacáridos más complejos estuvieron disponibles a medida que progresaba la floración. Esto podría ser causado por dos factores, explica Francis:"Primero, las bacterias en general preferirán sustratos fácilmente degradables, como los glucanos de almacenamiento simple en lugar de los bioquímicamente más exigentes. Segundo, los polisacáridos más complejos están cada vez más disponibles en el curso de las floraciones, cuando mueren más y más algas".
Este estudio proporciona información sin precedentes sobre la dinámica de una floración de fitoplancton y sus protagonistas. Una comprensión fundamental de la mayor parte del flujo de carbono mediado por glucano durante los eventos de floración de fitoplancton está ahora al alcance. "A continuación, queremos profundizar en los procesos subyacentesla dinámica observada ", dice Krüger." Además, será interesante investigar la degradación de polisacáridos en hábitats con otras fuentes de carbono, como los mares árticos o los sedimentos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Microbiología Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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