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Del oportunismo al mutualismo, lecciones entre bacterias y algas

Por Manuel Ochoa Sánchez Miércoles 16 de Noviembre del 2022

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Manuel Ochoa-Sánchez
Estudiante doctoral UNAM/CEQUA

La productividad primaria determina los patrones de biodiversidad a lo largo y ancho del planeta. Por productividad primaria, nos referimos a la generación de biomasa a partir de carbono inorgánico (como el carbono atmosférico en forma de dióxido de carbono). La productividad primaria es originada por dos grandes grupos de organismos: procariontes y eucariontes, entre los primeros están las cianobacterias y las bacterias, y entre los eucariontes se encuentran las micro y macroalgas. Las macroalgas son productores primarios importantes de los ecosistemas marinos, no sólo por la generación de biomasa, sino por la cantidad de refugio que ofrecen a otras especies, siendo consideradas ingenieras ecosistémicas. La superficie de las macroalgas es un sitio frecuentemente habitado por bacterias y otros microorganismos tales como hongos, que en conjunto proliferan y forman biopelículas. Los integrantes de las biopelículas asociadas a las macroalgas cumplen distintas funciones, lo que genera el desarrollo de variadas interacciones alga – microorganismos que oscilan entre el oportunismo y mutualismo (ayuda mutua). La superficie de las macroalgas es rica en oxígeno y polímeros orgánicos (como el agar). El oxígeno es consecuencia directa de la fotosíntesis (productividad primaria), mientras que los polímeros orgánicos constituyen la naturaleza estructural del alga. Estas características forman un ambiente favorable para el desarrollo de diversas especies de microorganismos autótrofos (que producen su propio alimento a través de la fotosíntesis) y afines al oxígeno (aerobios ), además de otros organismos heterótrofos (aquellos afines al consumo de compuestos producidos por otros organismos) Esto nos invita a pensar que las bacterias viviendo en la superficie del alga son unos auténticos oportunistas, pues sólo buscan aprovecharse de sus recursos… ¿será así de trivial?

Resulta que las macroalgas producen, con frecuencia, una amplia gama de compuestos antibacterianos. Estos compuestos disminuyen la cantidad de bacterias oportunistas presentes en la biopelícula, minimizando daños potenciales a su tejido. Por otro lado, también son capaces de producir compuestos afines a microbios específicos. Es decir, el alga puede participar activa y directamente en la decisión sobre las bacterias que se asociarán con ella. Esto resulta interesante, pues existe evidencia que sugiere la presencia de mecanismos simbióticos (alga-bacteria) para enfrentar el estrés ambiental. Cuando las condiciones ambientales se tornan estresantes para el alga (como cambios atípicos de temperatura o de pH), las bacterias asociadas al alga pueden producir compuestos que estimulen su crecimiento. Es decir, aún en condiciones estresantes para el hospedero (el alga), las bacterias “elegidas”, podrían ayudarle a continuar con su crecimiento. Para el alga crecer es importantísimo, pues mientras más superficie tenga, mayor área disponible tendrá para captar luz y realizar la fotosíntesis.

Las macroalgas son elementos clave en las redes tróficas marinas, pues además de ser productores primarios marinos, son refugio de múltiples especies, algunas de ellas de importancia económica como la apreciada centolla. Por ello, es importante entender la naturaleza simbiótica del alga y sus bacterias asociadas, así como las respuestas que pudieran desplegar en conjunto (alga-bacterias, es decir el holobionte) ante el estrés ambiental. En el Centro Regional CEQUA está en curso el análisis genético
delgada parda Macrocystis pyrifera (huiro o sargazo), y de las bacterias asociadas a ésta en diferentes lugares del estrecho de Magallanes, en el marco del Proyecto Micriobioma. Investigaciones de este tipo, permiten avanzar en la comprensión de la simbiosis alga-bacteria, así como en el grado de resiliencia potencial del alga y sus simbiontes bacterianos ante el avance del inexorable calentamiento global.