En las profundidades del mar, lejos de la luz del sol, los organismos usan energía química para fijar el carbono. En los respiraderos hidrotermales, donde el agua caliente y rica en minerales brota de las altas chimeneas llamadas fumadores negros, se alimentan ecosistemas vibrantespor la energía química en las aguas de ventilación. Los mejillones prosperan en este ambiente aparentemente hostil, alimentado por bacterias simbióticas dentro de sus branquias. Las bacterias convierten los químicos de los respiraderos, que los animales no pueden usar, en comida sabrosa para sus huéspedes de mejillones. Ahora un grupo internacionalde científicos dirigidos por Nicole Dubilier del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen y Jillian Petersen, ahora en la Universidad de Viena, informa en Revista ISME que la fijación de carbono en las profundidades del mar es más diversa de lo que se pensaba anteriormente
Conoce a Thiobarba, la nueva bacteria en el bloque
Hace tiempo que se sabe que los mejillones de Bathymodiolus de aguas profundas, parientes lejanos del mejillón azul comestible de aguas poco profundas, albergan simbiontes dentro de sus branquias. En 2016, Adrien Assié realizó su doctorado en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina ydescubrió bacterias simbióticas que viven entre las branquias del mejillón, llamándolas Thiobarba. Los estudios posteriores de Adrien revelan que estas bacterias no solo pertenecen a una familia aún desconocida, sino que también se alimentan de manera inesperada. "Thiobarba repara el carbono usando el ciclo de Calvin", explica NikolausLeisch, primer autor compartido del estudio. "Es el primero de este grupo bacteriano en utilizar esta vía para la fijación de carbono". Por lo general, este grupo utiliza una vía conocida como el ciclo inverso de TCA, que es mucho más eficiente en energía, parafijar el carbono. Sin embargo, no funciona bien en presencia de oxígeno, que es abundante en las branquias de estos mejillones ". Este descubrimiento pone en duda las suposiciones actuales sobre qué grupos bacterianos usan qué tipo de automóvilvía de fijación de bon ", continúa Leisch.
Arreglando CO2 a la manera de sus vecinos
La familia Thiobarba pertenece a un grupo de bacterias llamado Epsilonproteobacteria, recientemente renombrado como Campylobacterota. No se sabía que los miembros de este grupo vivieran en simbiosis con mejillones, o que usaran el ciclo de Calvin. Pero cómo Thiobarba adquirió la caja de herramientas genéticas para el¿Ciclo de Calvin? "Nuestros resultados, basados en la secuencia metagenómica, indican que obtuvieron algunos de los genes necesarios de otros simbiontes que también viven dentro de las branquias del mejillón", dice Adrien Assié, el otro primer autor compartido de este estudio, que ahora trabajaen el Baylor College of Medicine en Houston, Texas. "Viviendo dentro de su tejido, los endosimbiontes han desarrollado una relación simbiótica mucho más íntima con el mejillón. Antes de que Thiobarba pudiera establecerse con éxito en las branquias Bathymodiolus, uno de sus antepasados debe haber adquiridolas herramientas del comercio de los endosimbiontes, lo que permite a sus descendientes colonizar huéspedes de mejillones de manera más eficiente ".
Simbiosis como modelo para procesos evolutivos
Los científicos luego se pusieron en marcha para buscar procesos similares en Campylobacterota de vida libre. Y de hecho, las bacterias de las muestras de agua tomadas en los respiraderos hidrotermales contenían los genes correspondientes. El uso del ciclo de Calvin podría estar más extendido en este grupo de bacterias de lo que se pensaba anteriormente"Nuestra investigación sobre bacterias simbióticas a menudo ha revelado nuevas ideas que también son relevantes para las bacterias de vida libre. Al estudiar las simbiosis, podemos aprender mucho sobre la vida microbiana en general y su evolución", concluye la líder del proyecto, Nicole Dubilier.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Microbiología Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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