Las bacterias depredadoras, bacterias que se alimentan de otras bacterias, crecen más rápido y consumen más recursos que los no depredadores en el mismo suelo, según un nuevo estudio realizado esta semana por la Universidad del Norte de Arizona. Estos depredadores activos, que usan manadas de loboscomportamiento, enzimas y 'colmillos' citoesqueléticos para cazar y darse un festín con otras bacterias, ejercen un poder importante para determinar a dónde van los nutrientes del suelo. Los resultados del estudio, publicados en la revista mBio esta semana, muestre que la depredación es una dinámica importante en el reino microbiano salvaje y sugiera que estos depredadores juegan un papel enorme en la forma en que los elementos se almacenan o se liberan del suelo.
Como cualquier otra forma de vida en la tierra, las bacterias pertenecen a intrincadas redes alimenticias en las que los organismos están conectados entre sí por quién consumen y cómo. En las macro redes, los ecologistas han entendido desde hace mucho tiempo que cuando se agregan recursos como la hierba y los arbustos para reducirniveles de la red, los depredadores en la parte superior, como los lobos, a menudo se benefician. El equipo de investigación, dirigido por Bruce Hungate e investigadores de la Universidad del Norte de Arizona y el Laboratorio Lawrence Livermore, quería probar si lo mismo era cierto en las redes alimentarias microbianas encontradasen suelo salvaje.
"Sabemos que la depredación juega un papel en el mantenimiento de la salud del suelo, pero antes no apreciamos cuán importantes son las bacterias depredadoras para estos ecosistemas", dijo Hungate, quien dirige el Centro de Ciencia y Sociedad de Ecosistemas de la Universidad del Norte de Arizona..
Para comprender quién y cuánto consumían las bacterias depredadoras, el equipo de investigación elaboró un panorama general utilizando decenas de "instantáneas" de datos más pequeñas: 82 conjuntos de datos de 15 sitios en una variedad de ecosistemas. El equipo usó información sobre cómo se comportan las bacteriasen cultivo para clasificar a las bacterias como depredadores obligados o facultativos. Aproximadamente el siete por ciento de todas las bacterias en el metanálisis se identificaron como depredadores, y la mayoría de ellos eran facultativos u omnívoros.
Las bacterias depredadoras obligadas como Bdellovibrionales y Vampirovibrionales crecieron un 36 por ciento más rápido y absorbieron carbono un 211 por ciento más rápido que los no depredadores. Cuando el suelo recibió un impulso de carbono, las bacterias depredadoras lo usaron para crecer más rápido que otros tipos. Los investigadores vieron estos efectostambién en las bacterias omnívoras, aunque las diferencias fueron menos profundas.
Todos los experimentos se realizaron utilizando una técnica de vanguardia llamada sondeo cuantitativo de isótopos estables, o qSIP. Los investigadores utilizaron isótopos etiquetados, que actúan un poco como hashtags moleculares, para rastrear quién está activo y absorbiendo nutrientes en elAl secuenciar el ADN en una muestra de suelo y buscar estas etiquetas, el equipo pudo ver quién estaba creciendo y comiendo a quién a nivel de taxones bacterianos.
"Al analizar mis datos, noté que Vampirovibrio estaba súper enriquecido. Como sabemos Vampirovibrio es un depredador, me interesé en buscar otros depredadores potenciales en mis otros datos ", dijo Brianna Finley, investigadora postdoctoral en la Universidad de California-Irvine y coautora del estudio.señales realmente valida qSIP como herramienta. "
Los ecosistemas del suelo contienen más carbono del que se almacena en todas las plantas de la Tierra, por lo que comprender cómo se mueven el carbono y otros elementos entre los organismos del suelo es fundamental para predecir el cambio climático futuro. Y debido a que las bacterias son tan abundantes en el suelo, tienen un papel enormeen cómo se almacenan o pierden los nutrientes allí. Y aprender más sobre cómo las bacterias depredadoras actúan como 'antibióticos' podría tener implicaciones terapéuticas en el futuro.
"Hasta ahora, las bacterias depredadoras no han sido parte de la historia del suelo", dijo Hungate. "Pero este estudio sugiere que son personajes importantes que tienen un papel importante en la determinación del destino del carbono y otros elementos. Estos hallazgos nos motivanpara profundizar en la depredación como un proceso ".
Además de Hungate, los otros autores de NAU son Jane Marks, profesora en el Departamento de Ciencias Biológicas; Egbert Schwartz, profesor en el Departamento de Ciencias Biológicas; asistente de investigación graduado Pete Chuckran, Paul Dijkstra, profesor de investigación en el Departamento de Ciencias BiológicasCiencias; la estudiante graduada Megan Foley; Michaela Hayer, investigadora asociada de Ecoss; Ben Koch, científico investigador principal de Ecoss; Michelle Mack, profesora del Departamento de Ciencias Biológicas; Rebecca Mau, investigadora asociada, Pathogen & Microbiome Institute; Samantha Miller, investigaciónasociado de Ecoss; Jeff Propster, asistente de investigación de Ecoss; asistente de investigación graduada Alicia Purcell; y ex investigador de NAU Bram Stone.
La investigación fue apoyada por el Programa de Ciencias Genómicas de la Oficina de Investigación Biológica y Ambiental del Departamento de Energía, y un premio Lawrence Fellow del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.
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Materiales proporcionado por Universidad del Norte de Arizona . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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