Los investigadores de la Oregon State University han propuesto un nuevo género de bacterias que florece cuando los arrecifes de coral se contaminan, desviando la energía de los corales y haciéndolos más susceptibles a las enfermedades.
El estudio financiado por la National Science Foundation, publicado en el Revista ISME , agrega una nueva visión a la lucha para salvar los arrecifes de la Tierra, las estructuras de origen biológico más grandes y significativas del planeta.
Los arrecifes de coral se encuentran en menos del 1% del océano, pero albergan casi una cuarta parte de todas las especies marinas conocidas. Los arrecifes también ayudan a regular los niveles de dióxido de carbono del mar y son un terreno de caza crucial que los científicos usan en la búsqueda denuevos medicamentos
Los corales albergan una composición compleja de dinoflagelados, hongos, bacterias y arqueas que juntos forman el microbioma del coral. Los cambios en la composición del microbioma están relacionados con cambios en la salud del coral.
Desde su primera aparición hace 425 millones de años, los corales se han ramificado en más de 1,500 especies, incluida la que está en el centro de esta investigación: el Acropora cervicornis en peligro de extinción, comúnmente conocido como el coral cuerno de ciervo del Caribe.
En el estudio, cuando los corales fueron sometidos a niveles elevados de nutrientes, es decir, contaminación por escorrentía agrícola y aguas residuales, el género bacteriano recientemente identificado comenzó a dominar el microbioma de los corales, saltando del 11.4% de la comunidad bacteriana a 87.9%.
Las bacterias están en el orden Rickettsiales , y el género está asociado principalmente con organismos acuáticos. Los científicos nombraron el género Candidatus Aquarickettsia y las especies asociadas a corales en este estudio Candidatus A. rohweri , es el primero en el nuevo clado en tener su genoma completamente secuenciado.
Un clado es un grupo de organismos que se cree que evolucionaron de un ancestro común.
Esta investigación, que incluyó datos de la secuencia de ADN de una multitud de estudios anteriores, muestra que el clado bacteriano está asociado globalmente con muchos huéspedes coralinos diferentes y tiene genes que le permiten parasitar a sus huéspedes en busca de aminoácidos y ATP, la energía principal-portando molécula dentro de las células.
"Anteriormente mostramos que esto Rickettsiales OTU se encontró en corales pedregosos, responde a la exposición a nutrientes y está relacionado con un crecimiento reducido de los corales y una mayor mortalidad ", dijo la autora principal del estudio, Grace Klinges, estudiante de doctorado en la Facultad de Ciencias de la OSU." Ahora sabemostiene múltiples genes característicos de los parásitos, incluido el gen antiportador Tlc que roba energía a las células huésped, toma el ATP y lo reemplaza con ADP de baja energía ".
OTU se refiere a la unidad taxonómica operativa: una OTU clasifica grupos de organismos estrechamente relacionados.
"Cuando descubrimos el gen que toma ATP del huésped, sabíamos que estábamos en algo realmente genial", dijo Klinges. "El gen tiene una estructura de proteína similar a los genes mitocondriales, pero hace lo contrario: devuelve ADP,que ya no es útil para el animal "
Cuando los niveles de nutrientes son normales y los corales son saludables, los corales pueden tolerar poblaciones bajas de Rickettsiales . Pero cuando un arrecife se vuelve rico en nutrientes, el Rickettsiales la población aumenta y se vuelve dañina ya que consume cada vez más recursos de sus anfitriones.
"Este orden de bacterias está en el microbioma de los corales enfermos, pero también está en corales sanos a niveles bajos", dijo Klinges. "Está afectando el sistema inmune del huésped, incluso si no es patógeno por sí solo, hay muchosmuchos efectos en cascada. A medida que la contaminación por nutrientes afecta cada vez más a los arrecifes, sospechamos que los parásitos dentro del nuevo género proliferarán y pondrán a los corales en mayor riesgo ".
En un análisis de metadatos de 477,075 muestras de las bases de datos del Proyecto del Microbioma de la Tierra y del Archivo de Lectura de Secuencia, encontraron los investigadores Candidatus Aquarickettsia rohweri para estar presente en todo el mundo en 51 géneros de corales pétreos y 76 géneros de esponjas.
"En conjunto, estos datos sugieren que nuestro género propuesto se asocia ampliamente con los corales y también con muchos miembros de los filos de metazoos no bilaterianos: Placozoa, Porifera, Cnidaria y Ctenophora, así como los protistas aún más antiguos", dijo el estudiocoautora y microbióloga de OSU Rebecca Vega Thurber.
"Eso me dejó boquiabierto", agregó Klinges. "Solo estábamos mirando esta especie de coral y una especie de bacteria, y ahora sabemos que el género de bacterias está involucrado en cientos y miles de años de evolución de los corales.esperan encontrar diferentes especies bacterianas en otros corales, pero caen en el mismo género y, por lo tanto, tienen una función bastante similar. En los próximos años, nuestro laboratorio ensamblará genomas de bacterias relacionadas presentes en otras especies de coral ".
Los científicos de la Universidad de Miami, la Universidad de Duke, la Universidad de California, Santa Bárbara, Penn State, la Universidad George Mason, la Universidad Roger Williams colaboraron en esta investigación, al igual que la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y dos universidades alemanas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregón . Original escrito por Steve Lundeberg. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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