Simbiosis cianobacteria-alga para la síntesis de nitrógeno oceánico

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Un trabajo internacional liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CISC) ha caracterizado la relación de simbiosis existente entre dos organismos microscópicos del plancton marino.

En esta relación, la cianobacteria UCYN-A vive en simbiosis junto a un grupo de algas unicelulares de mayor tamaño y ambas intercambian nutrientes entre sí.

Según los resultados del estudio, esta relación se mantiene desde hace más de 90 millones de años y desempeña un papel clave en el ciclo de nitrógeno en los océanos.

El trabajo parte de datos obtenidos en la expedición Tara Oceans y ha sido publicado en la revista Nature Communications.

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La cianobacteria UCYN-A, que vive en simbiosis con un alga unicelular del grupo de las primnesiofíceas . Fuente: www.solociencia.com

Fijadores de nitrógeno

El nitrógeno es el gas más abundante de la atmósfera y componente esencial de los aminoácidos que forman las proteínas y de los ácidos nucleicos como el ADN.

Sin embargo, recae exclusivamente en algunas bacterias la función de ponerlo a disposición de la red trófica. Tal y como ocurre en algunos sistemas terrestres, como por ejemplo el de las leguminosas, la simbiosis con estos microorganismos capaces de incorporar nitrógeno atmosférico proporciona una ventaja adaptativa a ambas partes.

Esta premisa se mantiene en ambientes marinos, donde el nitrógeno es uno de los nutrientes más limitantes en la producción primaria oceánica. Entre las bacterias capaces de incorporar este nitrógeno se encuentran algunas cianobacterias que, además, pueden realizar la fotosíntesis.

La cianobacteria UCYN-A, que vive en simbiosis con un alga unicelular del grupo de las primnesiofíceas, presenta la particularidad de que es incapaz de realizar la fotosíntesis. En esta relación de conveniencia, la cianobacteria UCYN-A  proporciona nitrógeno al alga hospedadora mientras que esta proporciona el carbono orgánico derivado de la fotosíntesis a su huésped.

Este estudio revela que la cianobacteria UCYN-A actúa como una biofactoría de nitrógeno para su hospedador ya que tanto su genoma como la expresión de sus genes están orientados exclusivamente a este propósito.

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Cianobacterias asociadas con algas desde hace 90 millones de años, claves en la producción de nitrógeno oceánico . Fuente: www.tiempo.com

Fuente: CSIC. Francisco M. Cornejo-Castillo, Ana M. Cabello, Guillem Salazar, Patricia Sánchez-Baracaldo, Gipsi Lima-Mendez, Pascal Hingamp, Adriana Alberti, Shinichi Sunagawa, Peer Bork, Colomban de Vargas, Jeroen Raes, Chris Bowler, Patrick Wincker, Jonathan P. Zehr, Josep M. Gasol, Ramon Massana and Silvia G. Acinas. Cyanobacterial symbionts diverged in the late Cretaceous towards lineage-specific nitrogen fixation factories in single-celled phytoplankton. Nature Communications. 7:11071 DOI: 10.1038/ncomms11071 (2016).

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