INVESTIGACIÓN

IDENTIFICACIÓN DE COMUNIDADES MICROBIANAS INTERMAREALES SENSIBLES Y NO SENSIBLES AL CAMBIO CLIMÁTICO EN HÁBITATS GEOTERMALES EXTREMOS

María Altamirano Jeschke 

Departamento de Biología Vegetal, Universidad de Málaga

Proyecto 040-ABEL-IM-2014.B. Programa NILS, Ciencia y Sostenibilidad (ES07-EEA Grants)

Las surgencias intermareales de agua caliente presentes en la costa de Islandia representan ambientes extremos, donde organismos extremófilos tienen que soportar factores físicos severos para poder sobrevivir. Estos organismos son en su mayoría comunidades microbianas que tienen que lidiar con temperaturas, salinidades, PAR, UV y oscilaciones de nutrientes diarias extremas, muchas de ellas alteradas por el cambio climático. El objetivo de este proyecto fue analizar y comprender la capacidad adaptativa de estas comunidades y sus constituyentes a esos factores de estrés (principalmente temperatura y exceso de irradiancia), tanto bajo condiciones naturales como bajo condiciones controladas de laboratorio, para identificar comunidades sensibles y no sensibles a los efectos del cambio climático. Hasta el momento pocos son los trabajos que han estudiado estas comunidades desde un abordaje ecofisiológico con aproximaciones combinadas de campo y laboratorio, que por un lado permiten comprender las adaptaciones reales de estos organismos en sus ambientes, así como analizar los efectos de los factores por separado en condiciones controladas de laboratorio. Estas comunidades suponen un importante recurso biotecnológico, puesto que los organismos adaptados a estos ambientes extremos poseen genes con un elevado potencial de uso en múltiples aplicaciones. Asimismo, las condiciones en las que viven son muy parecidas a las supuestas condiciones primigenias de la tierra, y por lo tanto pueden dar luz a procesos evolutivos relacionados con el origen de la vida y su evolución sobre la tierra. Además de estos objetivos científicos, este proyecto ha permitido iniciar una estrecha colaboración científica y académica entre MATIS BIOTECH, la Universidad de Islandia y la Universidad de Málaga.

El objetivo del este proyecto fue analizar y comprender la capacidad adaptativa de estas comunidades a esos factores (principalmente temperatura y radiación UV), tanto bajo condiciones naturales como bajo condiciones controladas de laboratorio, para identificar  tapetes microbianos sensibles y no sensibles al cambio climático. Este proyecto se desarrolla en colaboración con MATIS BIOTECH, una empresa independiente de investigación del gobierno islandés radicada en Reykjavik, interesada en las aplicaciones biotecnológicas de los resultados del proyecto.

Los experimentos de campo se realizaron en Islandia en julio y agosto de 2016, en las zonas costeras de Grindavik, en este caso en tapetes geotermales naturales, originados por el vertido de la central geotermal de Reikjanesvirkum, y en la región norte de los fiordos islandeses, en Laugarvik. En este último caso, se trata de cubetas eulitorales alimentadas con aguas termales, de tal manera que en marea baja los organismos que las habitan están sometidos a agua dulce a alta temperatura (50ºC) y en marea alta estos mismos organismos están sometidos a las condiciones del agua de mar, es decir agua salada a 8ºC. Además los dos tipos de aguas presentan diferentes concentraciones de nutrientes y otros elementos. Estos cambios diarios (dos mareas altas y dos mareas bajas al día) imponen un estrés continuado sobre estas comunidades, en relación a la temperatura, el control osmótico, la disponibilidad de nutrientes y la luz. Comprender como estos organismos son capaces de sobrellevar estos cambios tan extremos, tanto desde el punto de vista ecofisiológico como genético es un aspecto fundamental para entender la importancia ecológica y biotecnológica de estos ambientes.

Los experimentos realizados en campo y laboratorio se centraron en estudiar la respuesta de la actividad fotosintética a diferentes combinaciones de luz y temperatura de tapetes microbianos (cianobacterias) procedentes de diferentes ambientes.