Dim08162022

Darrera actualitzacióDil, 01 Ago 2022 12pm

Back Estàs aquí:Inicio Medi Ambient Projectes La sorprenent i rica diversitat dels microbis en Los Monegros

La sorprenent i rica diversitat dels microbis en Los Monegros

Els ambients extrems amaguen una gran riquesa de microbis extremòfils, capaços de viure en condicions impossibles per a altres éssers i amb un gran potencial d'aplicacions. Investigadors del CSIC han estudiat i trobat una gran biodiversitat microbiana en els llacs salins del Desert de Monegros, un ambient únic a nivell europeu.

Un dels llacs salins en los Monegros. Imatge: CEAB/CSIC.En l'aragonès Desert dels Monegros es troba un dels ecosistemes més singulars d'Europa. Un paisatge extremadament àrid, on viuen en condicions inhòspites un elevat nombre de plantes i animals-fins a 5.400 espècies biològiques, segons la Societat Entomològica Aragonesa.

Un dels nínxols més desconeguts als Monegres són els llacs salins poc profunds, "saladas" en la denominació local, ecosistemes singulars que només troben equivalents en zones remotes d'Àsia i d'Àfrica.

Un grup d'investigadors del Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB) i de l'Estació Experimental d'Aula Dei (CSIC), dirigits per Emilio Ortega Casamayor, ha seqüenciat genèticament mostres d'11 d'aquests llacs salins per discernir la seva biodiversitat microbiana. I han trobat una gran riquesa d'espècies microbianes extremòfiles noves i enigmàtiques per a la ciència.

En els llacs salats dels Monegros, explica Emilio O. Casamayor, que dirigueix un grup d'investigació en el Departament d'Ecologia Continental del CEAB, viuen microorganismes adaptats a condicions molt dures: altes dosis de radiació ultraviolada, grans oscil·lacions de temperatura (des de 10 graus sota zero fins a 40 graus), concentració molt alta de sals fins a 10 vegades més elevades que en l'aigua de mar, alts nivells de magnesi i compostos de sofre, i intensos períodes de dessecació. La riquesa genètica per adaptar-se a totes aquestes condicions ha de ser, per tant, molt alta.

Les seqüències genètiques obtingudes revelen una gran biodiversitat. Moltes d'elles concorden en major o menor grau amb seqüències registrades en Genbank, la base de dades genètica més important  del món, el que suposa que hi ha algun tipus de parentiu a nivell d'espècie o gènere amb individus prèviament coneguts. Però fins a un 35% de les seqüències no coincideixen amb res conegut: poden correspondre, doncs, a espècies totalment noves per a la ciència.

Dos gens universals

Els investigadors han centrat el seu treball de seqüenciació sobre tres grups de microorganismes: arqueobacteris, bacteris i protistes. Per això, les mostres van ser filtrades amb tamisos els porus dels quals eren de 40 micròmetres no deixaven passar els organismes més grans, com algues i zoo-plàncton.

Després, per identificar les seqüències genètiques, els investigadors s'han guiat per la presència de dos gens, el 16S i el 18S, que es troben en l'RNA de tots els éssers vius coneguts. Usant ambdós gens com a marcadors, s'han pogut obtenir diferents seqüències genètiques que són les que s'han contrastat amb les existents en GenBank, i veure fins a quin punt són iguals. Un grau de similitud o d'identitat del 97% en dues seqüències genètiques indica, en general, que es tracta de seqüències de la mateixa espècie.

"Si aquesta identitat és menor al 97%", apunta Emilio O. Casamayor, "estaríem parlant de microorganismes substancialment diferents. En el nostre estudi hem trobat un bon nombre de seqüències el grau d'identitat amb les seqüències d'GenBank està entre un 90 i un 97%, i altres amb un grau d'identitat respecte espècies conegudes que és fins i tot inferior a un 85%, el que implica que són totalment noves ". A partir dels resultats, segueix Casamayor, "estimem que un 35% de la diversitat de microorganismes presents a Monegros són espècies noves per a la ciència arribant potencialment a contenir en alguns casos nous ordres i noves classes de fongs, algues verdes i arquees".

En el contingut d'aigua de les salines que cap en una cullera petita poden haver fins a 10 milions d'individus de microorganismes.

Els investigadors calculen que en el contingut d'aigua de les salines que cap en una cullera petita poden haver fins a 10 milions d'individus de microorganismes. Algunes de les poblacions microbianes analitzades tenen els seus parents més propers en ambients de l'Àrtic i l'Antàrtida, o en les remotes estepes asiàtiques. En altres casos, es tracta d'espècies evolutivament allunyades dels seus homòlegs marins o d'aigua dolça.

Aplicacions biotecnològiques

Encara que és segur que aquesta biodiversitat microbiana guarda moltes sorpreses, els investigadors reconeixen que és aviat per aventurar què pot sortir d'aquí. "Fins que no es té el microorganisme aïllat i cultivat, no es pot identificar plenament les seves característiques metabòliques ni veure una possible aplicació".

Hi ha alguns exemples que mostren com els organismes extremòfils són una font interessant d'aplicacions biotecnològiques. El més emblemàtic, explica Casamayor, és l'enzim ADN polimerasa Taq, que s'utilitza per amplificar "in vitro" material genètic. L'enzim ADN polimerasa termoresistent va ser trobada i aïllada d'un bacteri, Thermus aquaticus, capaç de viure en deus a més de 75 graus C.

Altres exemples són a les lipases i proteases, enzims molt actives en fred, aïllades de bacteris extremòfils que viuen a baixes temperatures i que poden descompondre el greix o digerir proteïnes, respectivament. Aquestes proteases tenen aplicació per al desenvolupament de detergents per rentar en fred o en la indústria del cuir, mentre que l'ús comercial de les lipases mou un mercat milionari amb variades aplicacions com a síntesi de biopolímers i biodièsel, fabricació de productes farmacèutics, agroquímics, cosmètics i additius alimentaris.

El Desert de Monegros, conclou Emilio O.Casamayor, "és un laboratori natural excepcional i de gran rellevància científica, biotecnològica i per a estudis de les possibles estratègies de la vida en altres planetes. És un entorn que cal preservar".

Casamayor, Emilio O., Triadó-Margarit, Xavier Castañeda, Carmen.  Microbial biodiversity in saline shallow lakes of the Monegros Desert, Spain. FEMS Microbiology Ecology : 1-16 (2013) DOI: 10.1111/1574-6941.12139