Investigadores informan que las almejas de aguas profundas ajustan sus asociaciones bacterianas cuando disminuye la energía

Un equipo de investigación liderado por Qian Peiyuan, catedrático del Departamento de Ciencias Oceánicas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, informó sobre cómo las simbiosis quimiosintéticas de aguas profundas —asociaciones entre animales y microbios que funcionan con energía química— hacen frente al cambio ambiental, según Phys.org. El trabajo se llevó a cabo con socios internacionales y se publicó en la revista Science Advances. El artículo se titula «In situ evidence of tiered adaptations buffering a chemosynthetic clam holobiont against environmental sulfide fluctuations».

Según el informe, durante mucho tiempo faltaban pruebas directas sobre cómo los organismos simbióticos de aguas profundas se adaptan a entornos fluctuantes y cómo los hospedadores y los simbiontes colaboran para mantener la estabilidad del sistema. El equipo se centró en Archivesica marissinica, una almeja de aguas profundas dominante en la filtración fría de Haima, y en sus simbiontes bacterianos oxidantes de azufre —bacterias que viven con las almejas y obtienen energía de compuestos de azufre.

La filtración fría de Haima contiene sitios de filtración en diferentes etapas de desarrollo, que los investigadores describieron como un «laboratorio natural» para estudiar las respuestas biológicas al cambio ambiental. Las almejas se trasladaron desde sus sedimentos nativos a jaulas de trasplante colocadas a unos 0,5 metros (1,6 pies) por encima del fondo marino, lo que les impedía alcanzar sedimentos ricos en sulfuro de hidrógeno. Según el informe, esta configuración simuló una disminución de la disponibilidad de sulfuro de hidrógeno, lo que condujo a una reducción de la adquisición de energía y nutrientes.

Los investigadores realizaron estudios de trasplante en dos sitios, HM-2 y HM-3, con HM-2 representando una limitación severa de sulfuro de hidrógeno y HM-3 una limitación relativamente moderada. Combinaron experimentos de trasplante in situ en aguas profundas con fijación de muestras in situ, y utilizaron técnicas que analizan genes, proteínas y estructuras celulares, como metagenómica, transcriptómica, proteómica, PCR cuantitativa, hibridación in situ, microscopía electrónica de transmisión y predicción de estructura de proteínas. Según el informe, la reducción de la disponibilidad de sulfuro de hidrógeno desencadenó primero una pronunciada reprogramación metabólica en los simbiontes bacterianos.

Los investigadores describieron una estrategia de adaptación escalonada en el holobionte —el animal hospedador junto con sus socios microbianos— que abarca el metabolismo de los simbiontes, la regulación de la simbiosis por parte del hospedador y el transporte de recursos. Informaron que la flexibilidad metabólica de los simbiontes, junto con la población finamente regulada de simbiontes bacterianos del hospedador, ayuda a sostener la estabilidad energética del hospedador. El informe señala que los hallazgos aportan pruebas in situ de cómo los holobiontes quimiosintéticos de las filtraciones frías de aguas profundas se mantienen resilientes cuando fluctúan los suministros de energía.

Además de la HKUST, en la investigación participaron el Laboratorio de Ciencias y Ingeniería Marinas del Sur de Guangdong (Guangzhou), la Universidad Oceánica de China, el Instituto de Oceanología de la Academia de Ciencias de China y la Universidad de Calgary, en Canadá, según el informe. Representa un resultado en el marco de dos programas del Decenio de las Naciones Unidas, «CliMetS» y «MOCSI».