Interactions with Partners Are Key
for
Oceanic
Nitrogen-Fixing Cyanobacteria
Jonathan P. Zehr
Microbe—Volume 8, Number 3, 2013
Por Tania Lucero Vargas Luna
Los microorganismos forman parte esencial de los biomas, en
las redes alimentarias de cada ecosistema, interactúan con ellos desde los
ciclos biogeoquimicos, las enfermedades, con otras plantas y animales
pluricelulares. Uno de estos casos son los océanos, donde estos pequeños
organismos son sumamente abundantes pues presentan la mayor biomasa existente.
La fijación de nitrógeno es una clave para las interacciones
mutualistas en las bacterias y otros organismos
de la tierra. En los océanos, este es un proceso metabólico importante,
pues compensan las perdidas de nitrógeno debido a sedimentación,
desnitrificacion y oxidación, el cual es devuelto a la atmosfera.
Las nuevas tecnologías como la secuenciación de ADN permiten
visualizar los isotopos estables que permiten a los investigadores profundizar
sobre la naturaleza e interacciones de estos interesantes microorganismos
En cuanto a la fijación de nitrógeno en los océanos, la
cianobacteria mas conocida es Trichodesmium, la cual se encuentra en colonias o
filamentos individuales. La cual, según se cree flota en la superficie para
alcanzar intensidades de luz altas o se hunde para obtener fosforo y hierro en
las aguas profundas, cualquiera que sea el caso estas colonias contienen
diferentes microorcanismos y metazoos, formando una especie de zoológico microscopio.
Según investigaciones recientes, estas colonias contienen muchos taxones
diferentes, de los cuales muchos de ellos son abundantes y transcriben sus
genes.
Pero Trichodesmium no es la única que fija nitrógeno, en el
mar existen muchísimos grupos de cianobacterias que tienen esta capacidad
incluyendo Rhizosolenia y Hemiaulus; también las cianobacterias filamentosas,
como Richelia y Calothrix.
Las interacciones entre cianobacterias y diatomeas pueden
variar, dependiendo de su especie. Algunas pueden vivir dentro del frustule,
pero fuera de la membrana periplasmica. Algunos otros viven dentro de la
membrana celular.
Actualmente existe tecnología a nanoescala de iones secundarios la cual
permite seguir con precisión al nitrógeno en una cianobacteria.
Independientemente de que las cianobacterias están unidas a las diatomeas
esterna o internamente, es probable formen señales de cambio para asociar y
regular una a la otra.
Muchas de las cianobacterias fijadoras de nitrógeno son esféricas
y tienen una fluorescencia característica debido a su clorofila y sus pigmentos
ficoeritricos.
La fotosíntesis oxigenica, anterior mente se pensaba que era
una característica universal de las ciano, pero se ha comprobado que existen
algunas que carecen de la capacidad de producir oxigeno lo cual les podría facilitar
la fijación de nitrógeno, ya que se ha demostrado que la enzima Nitrogenasa, la
encargada de catalizar nitrógeno es particularmente sensible al oxigeno. Este
caso tan extraño es el de UCYN-A que además
también carece del ciclo del acido tricarboxilico que es central para
actividades catabólicas en otras cianobacterias. Lo cual nos hace pensar que
hay que observar y estudiar con mucho mas cuidado el comportamiento de estos microorganismos.
Ciertamente el beneficio que acarrea para los
microorganismos fijadores de nitrógenos es, en algunos casos la protección física
que parece ser la más significativa. Sin embargo, muchos metabolismos que se
intercambian son los flujos de nutrientes, vitaminas y oligoelementos, lo cual
podira ser la clave para el mantenimiento de tantas interacciones microscópicas.
En realidad nos falta mucho que comprender sobre las
cianobacterias, sus interacciones, y de mas situaciones; ellas aun tienes mas
que enseñarnos sobre los ciclos del nitrógeno.
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