Una bacteria oceánica hasta ahora desconocida obliga a reconsiderar teorías científicas

Prospera en un ambiente pobre en nutrientes, según un nuevo estudio

MADRID Actualizado:

Las bacterias más exitosas de la Tierra se encuentran en los océanos y pertenecen al grupo SAR11. En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de Uppsala (Suecia) dan una explicación de su éxito y, al mismo tiempo, ponen en cuestión teorías generalmente aceptadas sobre estas bacterias. En su análisis, también han identificado a un pariente hasta ahora desconocido de las mitocondrias, los motores de las células. Los hallazgos han sido publicados en dos artículos en las revistas «Molecular Biology and Evolution» y «PLoS».

«Las enormes cantidades de información sobre el ADN que actualmente se producen a partir de los océanos nos dan una idea de un mundo que nunca ha podido ser estudiado antes. Es increíblemente fascinante buscar respuestas a las preguntas fundamentales de la vida en estos datos», dice Siv Andersson, profesor de Evolución Molecular y autor principal del estudio.

Las bacterias que pertenecen al grupo SAR11 constituyen un 30%-40% de todas las células de las bacterias en los océanos y, por lo tanto, desempeñan un papel considerable en el ciclo global del carbono. En ninguna otra parte estas bacterias son tan comunes. El mar abierto es pobre en nutrientes y las bacterias SAR11 tienen un volumen muy pequeño de células con el fin de maximizar la concentración de nutrientes en las células. Sus genomas son pequeños, y constan de menos de 1,5 millones de bloques de construcción.

De acuerdo con investigaciones previas, están relacionadas con un grupo igualmente especializado de bacterias que incluye la bacteria del tifus. Estas bacterias también tienen genomas pequeños, pero se han adaptado a los seres humanos, animales e insectos. Sin embargo, el análisis avanzado de las relaciones evolutivas realizado por los investigadores de Uppsala contradice estas conclusiones, indicando en su lugar que las bacterias SAR11 han evolucionado a partir de los océanos y de las bacterias que habitan la tierra, con genomas que son de tres a diez veces mayores.

Reparación del ADN

Pero, a diferencia de sus parientes más cercanos, a las bacterias SAR11 les faltan genes que se cree que son importantes en la reparación de daños en el ADN. Esto también podría explicar por qué han tenido tanto éxito. «La pérdida de genes significa que las bacterias pueden intercambiar genes con más facilidad entre sí, y los genes beneficiosos pueden propagarse rápidamente en los océanos como una adaptación a los cambios en el contenido de nutrientes, la temperatura y la radiación UV», dice Johan Viklund, un estudiante de doctorado en el Departamento de Evolución Molecular.

Indagando en los datos producidos por los estudios internacionales en curso sobre el ADN de todas las bacterias en los océanos, los científicos de Uppsala también han encontrado secuencias de ADN de de las proteínas que participan en la respiración celular, cuando el azúcar se descompone en dióxido de carbono y agua. Al comparar éstas con las proteínas correspondientes para la respiración celular en las mitocondrias de los seres humanos, animales e insectos, los investigadores lograron identificar a un grupo raro, hasta ahora desconocido, de bacterias.

«Estas bacterias son muy similares a las mitocondrias. Nuestros resultados indican que el origen de las mitocondrias podría estar en los océanos, pero los parientes más cercanos no están relacionados con el grupo SAR11 como se pensaba anteriormente», dijo Thijs Ettema, un becario postdoctoral del equipo.