La quimiotaxis da forma a la organización a microescala del microbioma del océano

Área de la Ciencia:

• Microbiología marina
• Biogeoquímica
• Ecología química

Sus antecedentes:

• Se teoriza que la capacidad de los microorganismos marinos planctónicos para explotar puntos calientes químicos influye en la biogeoquímica del océano.
• Los estudios anteriores carecían de un examen in situ de estos comportamientos dentro de las comunidades microbianas naturales.

Objetivo del estudio:

• Investigar exhaustivamente las respuestas quimiotácticas in situ de las comunidades microbianas marinas naturales a los puntos calientes químicos.
• Determinar la diversidad de procariotas implicadas y sus atractivos específicos.

Principales métodos:

• Utilizó una plataforma microfluídica basada en el campo para cuantificar las respuestas conductuales de las bacterias y las arqueas marinas.
• Empleó metagenómica a microescala para identificar taxones microbianos y sus capacidades genéticas.
• Respuestas analizadas a la materia orgánica disuelta (DOM) de diez especies de fitoplancton distribuidas en todo el mundo.

Principales resultados:

• Se ha observado una quimiotaxis significativa hacia puntos calientes a microescala de DOM derivados del fitoplancton en entornos costeros.
• Quimiotaxis identificada en 27 filos bacterianos y 2 arqueos hacia el DOM.
• Se encontró que el 54% de los procariotas quimiotácticos mostraron una alta especificidad para el DOM de una o dos especies de fitoplancton.
• Enriquecimiento detectado en genes para el transporte de nutrientes, el metabolismo y las funciones simbióticas en microbios quimiotácticos.

Conclusiones:

• Los ensamblajes procariotas naturales exhiben comportamientos quimiotácticos específicos impulsados por señales químicas.
• Estos comportamientos dictan las transformaciones biogeoquímicas y dan forma a las interacciones ecológicas en la base de la red alimentaria marina.
• Demostró un vínculo entre la composición del fitoplancton DOM, la quimiotaxis microbiana y el establecimiento de relaciones simbióticas.