Descubren cómo evolucionan las comunidades bacterianas después de colonizar un nuevo ambiente

Investigadores del CEAB-CSIC han comparado datos genómicos de diferentes hábitats y concluyen que las comunidades microbianas colonizadoras evolucionan siguiendo el mismo patrón. Las bacterias son los primeros seres vivos que colonizan y generan los ecosistemas. Predecir los cambios de la comunidad microbiana es vital para la gestión ambiental, teniendo en cuenta el impacto del hombre sobre los ciclos naturales.

Las comunidades microbianas son la base de todos los ecosistemas y sustentan la vida de otros organismos, como en el caso de las plantasLas bacterias son la base de todo ecosistema, están presentes en todo el planeta y sobreviven en cualquier ambiente. Incluso hay hábitats en los que sólo pueden vivir ellas. Son los primeros seres vivos que llegan y los únicos capaces de preparar un ambiente deshabitado para facilitar la llegada de otras especies a lo largo del proceso de colonización, conocido como “sucesión ecológica”.

Poder comprender los cambios de una comunidad microbiana, o microbioma, y el papel que juegan en el futuro del ecosistema puede ayudar a la restauración y conservación de hábitats naturales y artificiales, a entender la dinámica de la comunidad de bacterias que habitan nuestro sistema digestivo e, incluso, a predecir la colonización de nuevos planetas por parte de estas formas de vida.

Esto es lo que ha estudiado el equipo de microbiólogos del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC), el primero que lo hace de forma cuantitativa y comparando una gran diversidad de hábitats y microbiomas, a través de la secuenciación masiva del ADN. El trabajo, publicado en The ISME Journal, ha demostrado que, a lo largo de la sucesión ecológica, las comunidades microbianas de un hábitat determinado tienden a parecerse entre sí y que, independientemente del ambiente que se estudie, estas comunidades evolucionan siguiendo el mismo patrón natural.

La sucesión ecológica tiene lugar en las zonas afectadas por una erupción volcánica o en el terreno que queda al descubierto con el retroceso de los glaciares, donde se origina un nuevo ecosistema partiendo desde cero. Este proceso natural de colonización también lo encontramos, por ejemplo, en la superficie de una hoja que acaba de nacer o bien en el intestino de los bebés que comienzan a acoger microorganismos esenciales desde los primeros 14 días de gestación, los cuales tendrán un papel clave en el desarrollo y la salud de los adultos. Cada uno de estos hábitats, con las condiciones ambientales que lo caracterizan, determina la comunidad bacteriana que se acabará estableciendo, por lo que se van diferenciando entre sí a lo largo del tiempo.

Los resultados de esta investigación afirman que es posible predecir potencialmente la composición de las comunidades microbianas si se cuenta con suficiente información del hábitat en cuestión. Aunque las predicciones son menos precisas en los inicios de un nuevo microbioma, lo cierto es que “existen reglas ecológicas que son compartidas en hábitats tan diferentes como son los suelos, las plantas o lo pliegues intestinales”, explica Rüdiger Ortiz, investigador predoctoral del CEAB-CSIC y primer autor del estudio.

“Es preciso comprender los procesos ecológicos que determinan cómo progresan las comunidades microbianas desde las primeras fases de la colonización de un nuevo espacio hasta tener el ecosistema formado, para poderlo aplicar a una mejor y más informada gestión ambiental y hacer frente a los retos actuales”, continua el investigador.

Bacterias sin identificar (CEAB-CSIC).Las bacterias, las grandes olvidadas de la gestión ambiental

A menudo, las bacterias son las grandes olvidadas en el estudio de los ecosistemas y en su gestión, conservación y restauración. Pero su papel es básico para el buen funcionamiento del planeta. Su importancia recae, sobretodo, en la movilización de los nutrientes que, de otra forma, el resto de seres vivos del ecosistema no podrían utilizar para sobrevivir.

Teniendo en cuenta que las actividades humanas tienen un fuerte impacto en la biosfera y en los ciclos naturales de los nutrientes, habitualmente por la utilización de pesticidas y fertilizantes, su estudio es clave para entender los efectos que provocan sobre los ecosistemas y cómo se puede llevar a cabo una buena conservación y restauración de los hábitats.

Sedimentos de origen bacteriano, procedentes de los Monegros.La revolución de las técnicas genómicas y de secuenciación masiva de ADN

Este tipo de estudio, hasta hace pocos años, se había resistido a los microbiólogos debido a que las comunidades de microorganismos, además de ser imperceptibles al ojo humano, son sumamente extensas y complejas, tanto en número de individuos como en número de especies.
“Pero ahora, gracias a la llegada de las técnicas genómicas y de secuenciación masiva del ADN, hemos podido hacer un metaanálisis representativo de un buen número de hábitats diferentes”, explica Ortiz. “Con toda esta información hemos explorado como variaba la biodiversidad y la composición de las comunidades bacterianas en etapas tempranas y tardías de la sucesión ecológica”, afirma el investigador.

“Con las crecientes bases de datos genómicas y con la utilización de sofisticadas simulaciones informáticas, hemos podido identificar aquellas formas de vida que cambian en el transcurso de la sucesión ecológica de los hábitats naturales”, dice Emilio O. Casamayor, investigador y director del CEAB-CSIC. “Consecuentemente, hemos podido reconocer patrones y tendencias de sucesión consistentes y recurrentes que harían posible predecir los cambios en la biodiversidad i formas de vida colonizadoras”, concluye Casamayor.

Noticia via: Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC),

 

 

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