Bacterias,
virus, micro algas, hongos...El coral no es un simple ensamblaje de pequeños
pólipos en sus hermosos nichos calcáreos. Eso es solo lo que nuestro ojo puede
ver. En realidad, está lleno de microorganismos, es una fábrica. Una fábrica
que poco conocemos, mientras los arrecifes de coral están peligrosamente
amenazados. El 20% ya ha sido destruido; Los científicos estiman que otros 40%
podrían desaparecer en los próximos 40 años.
Hasta hace
poco, los científicos no disponían de las herramientas adecuadas para estudiar
y comprender los corales y demás sistemas biológicos complejos. El coral, el
suelo, las comunidades de microbios, las aguas oceánicas, todos estos ambientes
tienen algo en común: están poblados por miles de microorganismos diferentes en
constante interacción. Una biodiversidad invisible y muy compleja, que
permaneció mucho tiempo fuera del alcance de los microbiólogos.
Demasiados,
muy diversos
Cuatro
siglos atrás, el microscopio llega a las mesas de los laboratorios. De repente,
los científicos se dan cuenta, y es irritante, de cuán limitada es nuestra
visión de la biodiversidad. Contemplamos la naturaleza a nuestra escala, lo que
nuestros ojos pueden ver, algo limitado. Pero la diversidad y la complejidad de
los seres vivos es mucho mayor por el lente del microscópico.
Una vez
vencido el obstáculo del tamaño, los científicos encuentran otra dificultad:
los microorganismos son sumamente diversos. En promedio, un litro de agua de
mar contiene millones de protistas y miles de millones de virus, o sea miles de
especies diferentes. Las vidas de cientos de biólogos pegados a sus
microscopios, no serían suficientes para dibujar un mapa aproximado de la
diversidad y del funcionamiento de ecosistemas complejos como el coral, el
plancton o la microbiota. La naturaleza todavía nos elude.
Uso de la
genómica
Recientemente,
los científicos usan una nueva herramienta, la metagenómica. Los avances en los
métodos de secuenciación, el almacenamiento de datos y el análisis
bioinformático, permiten interrogar directamente los genes de los organismos
presentes en las muestras. Ya no es
necesario domarlos, aislarlos, aprender
a cultivarlos en los laboratorios. En un lapso de tiempo corto, los biólogos
pueden tener una visión muy precisa de la diversidad y la abundancia de los
microorganismos presentes en un puñado de tierra o en un litro de agua de mar.
Actualización
de una diversidad invisible
El poder de
estos análisis genómicos depende en parte de las propiedades de la molécula de
ADN: universal, pero suficientemente discriminante. Cada tipo de organismo y
cada especie poseen características
genéticas propias. El análisis de su
genoma permite distinguirlos, identificarlos y clasificarlos con precisión.
Sabemos cuáles especies están presentes en el medio ambiente y en que
proporción.
Descubrimiento
de nuevas especies
Al analizar
unas muestras, no es raro que los científicos se den cuenta de que están en
presencia de una nueva especie o un nuevo gen. Para hacer esto, basta con
cruzar sus resultados con las bases de datos públicas que concentran todo lo
que ya ha sido referenciado. Si nada corresponde, saben que están en presencia
de algo totalmente nuevo, algo que son los primeros en observar. El análisis de
las muestras de la expedición de Tara Oceans ha ayudado a aumentar la
diversidad taxonómica y genética del plancton oceánico de varios miles de
especies y millones de genes. La metagenómica revela, por encima de todo y sin
sorpresa, la amplitud de nuestra ignorancia del mundo microbiano.
Este
inventario de diversidad es el primer paso necesario. Una vez que sabemos quién
está en el ecosistema, podemos estudiar cómo esta diversidad de organismos
interactúa, se organiza, evoluciona y se adapta. Nuevamente, los análisis
genómicos demuestran ser valiosos.
Evolución y
funcionamiento de los ecosistemas.
Más allá
del aspecto de la diversidad, al comparar las muestras recogidas en un mismo
lugar en diferentes momentos o en áreas distintas con condiciones ambientales
diferentes, llegamos a definir la evolución espacial y temporal del ecosistema.
In fine, el objetivo es de predecir su reacción a los cambios de temperatura,
de concentración de oxígeno o de pH, por ejemplo. En el caso del coral, al
comparar las muestras recogidas a lo largo de un gradiente de temperatura, podemos
especular sobre la influencia de este parámetro en la diversidad y la
funcionalidad de los arrecifes.
Desde un
punto de vista evolutivo, al comparar los genomas secuenciados de diferentes
organismos, se especifica el parentesco entre estos organismos y se refina
nuestra comprensión del camino de la evolución, a veces alterada.
Más
recientemente aun, los científicos han adaptado los métodos de análisis del ADN
al ARN, es decir, a los genes que en realidad se expresan y, por lo tanto, son
utilizados por los organismos. Un gen presente en una muestra puede no
expresarse y, por lo tanto, no tener función en el ecosistema. No basta con
identificar un gen, se debe estar seguro de que este último será explotado. El
análisis del RNA permite comprender la variabilidad de la expresión de los
genes y, por lo tanto, de las funciones que poseen los organismos. Esto arroja
luz sobre la complejidad de las interacciones y la forma en que los organismos
se adaptan a entornos que a veces son muy particulares y cambiantes.
En términos
más generales, la explotación de estos datos genéticos y su puesta en relación
con datos ambientales y morfológicos, brindan a los científicos una visión
hipotética global del sistema natural que están estudiando. Más importante aún,
eso abre vías de investigación totalmente nuevas.
Margaux
Gaubert.
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Holobionte: (del griego “holo”, todo, y “bios”, vida). El holobionte es el
conjunto de comunidades microbianas internas o superficiales que están
asociadas con los organismos. En nuestro caso, el coral. Forman comunidades de
especies que serían la verdadera unidad de evolución del genoma en vínculo con
su comunidad microbiana, el lugar probable de las adaptaciones biológicas.
