El charca Mendota en Wisconsin se transforma con el cambio de estaciones (cubierto de hielo en invierno y de algas en verano) y un nuevo estudio muestra cómo estos cambios cíclicos están colocando a las bacterias del charca en bucles evolutivos.
Dirigido por investigadores de la Universidad de Texas en Austin, el equipo detrás del estudio analizó 471 muestras de microbios del charca recolectadas a lo espacioso de 20 abriles, observando variaciones genéticas adentro y entre especies a lo espacioso del tiempo.
Los datos mostraron que miles de especies de bacterias evolucionaron a través de generaciones y luego volvieron a un estado prácticamente idéntico a medida que cambiaban las estaciones. Como los microbios viven sólo unos pocos días, estamos hablando de una crecimiento genética que atraviesa miles de generaciones en el plazo de un año.
Estos ciclos igualmente se repetían año tras año, como un vídeo reproducido y luego reproducido al revés, hasta el punto de partida flamante. De los 2.855 genomas bacterianos estudiados, se encontraron cambios estacionales cíclicos en el 80 por ciento de ellos.
“Este estudio supone un cambio total en nuestra comprensión de cómo las comunidades microbianas cambian con el tiempo”, afirma el comprobado marino Brett Baker, de la Universidad de Texas en Austin.
“Esto es sólo el nacimiento de lo que estos datos nos dirán sobre la ecología microbiana y la crecimiento en la naturaleza”.
El prospección mostró que a medida que las condiciones ambientales cambiaban, diferentes cepas bacterianas pudieron prosperar y volverse dominantes, solo para perder demarcación frente a otras cepas a medida que cambiaban las estaciones. En torno a del 20 por ciento de las especies estudiadas mostraron un patrón más sostenido de cambio hereditario, a lo espacioso de décadas.
Esto fue particularmente evidente en 2012, cuando el charca experimentó un verano más caluroso y seco de lo ordinario. El equipo notó un cambio sustancial en los genes que manejan las bacterias ázoe metabolismos ese año, muy probablemente correcto a los niveles más bajos de algas productoras de ázoe, como resultado del beocio flujo de agua aproximadamente de el charca.
Con la ayuda de una supercomputadora para acelerar enormemente el proceso, los investigadores ensamblaron lo que se fogosidad metagenomas de cada muestra de agua, una técnica diseñada para observar de cerca secuencias genéticas de fragmentos de ADN a lo espacioso del tiempo.
“Imagínese que el genoma de cada especie es un texto y que cada pequeño fragmento de ADN es una frase”, dice el ecologista microbiano Robin Rohwer, de la Universidad de Texas en Austin. “Cada muestra tiene cientos de libros, todos divididos en estas frases.
“Para retornar a articular cada texto, debes custodiar de qué texto proviene cada oración y retornar a armarlas en orden”.
Los hallazgos sugieren que la ecología y la crecimiento parecen ir juntas en puesto de funcionar de modo distinta, y esa es una perspectiva importante para los investigadores, especialmente cuando estudian un planeta que continúa calentándose.
Enterarse qué cepas de bacterias dominarán ayuda a los científicos a determinar cuánto carbono podrían absorber los lagos, por ejemplo, y cómo las cadenas alimentarias acuáticas podrían estar afectadas por las adaptaciones a estaciones más cálidas.
“El cambio climático está modificando lentamente las estaciones y las temperaturas medias, pero igualmente provoca fenómenos meteorológicos extremos más abruptos”, afirma Rohwer.
“No sabemos exactamente cómo responderán los microbios al cambio climático, pero nuestro estudio sugiere que evolucionarán en respuesta a estos cambios tanto graduales como abruptos”.
La investigación ha sido publicada en Microbiología de la naturaleza.