Las raras especies bacterianas en una comunidad microbiana --especies que constituyen rara vez más de un décimo de uno por ciento de toda la población-- juegan un papel muy importante en la salud y estabilidad de los ecosistemas, según una investigación que se publica este viernes en ''Applied and Environmental Microbiology'', una revista de la Sociedad Americana de Microbiología.

"El trabajo tiene como objetivo proporcionar una comprensión fundamental de cómo la biodiversidad contribuye al funcionamiento del ecosistema", explica el autor Kostas Konstantinidis, del Instituto de Tecnológica de Georgia, en Atlanta, Estados Unidos. A pesar de la pequeña población de cada especie rara en una comunidad microbiana, estas especies pueden llegar a varios centenares en una comunidad, de modo que la llamada "biosfera rara" puede representar aproximadamente el 20-30 por ciento de las bacterias individuales dentro de una comunidad acuática.

Como demostraron los autores en el estudio, el gran número de especies raras resultó que la rara biosfera que contiene un gran reservorio de genes que pueden degradar contaminantes orgánicos importantes y que podría ayudar a toda la comunidad microbiana a mantener la estabilidad frente a condiciones cambiantes, posiblemente incluido el cambio climático. Para investigar este tema, los autores establecieron "mesocosmos" --sistemas experimentales de interior-- que contenían 20 litros de agua cada uno y los inocularon con muestras de agua del cercano lago de agua dulce Lanier.

Konstantinidis dijo que entonces echó a gotas tres productos químicos orgánicos de uso frecuente en los mesocosmos. Por diseño, estos productos químicos no estaban presentes en los mesocosmos en el momento del muestreo, explica Konstantinidis, profesor asociado en la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental en Georgia Tech. La razón es que los compuestos que son comunes en un lago son comúnmente metabolizados por miembros abundantes de la comunidad microbiana y, por lo tanto, no habría arrojado luz sobre la biosfera rara.

"Además, los contaminantes ambientales importantes generalmente están en baja concentración en la mayoría de los ambientes naturales, similar a los compuestos orgánicos usados ??aquí, excepto durante eventos importantes tales como derrames de petróleo", detalla Konstantinidis.

ESPECIES POCO ABUNDANTES APORTAN DIVERSIDAD METABÓLICA

Los compuestos analizados incluyeron ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), un herbicida ampliamente utilizado que es un disruptor endocrino y un "posible carcinógeno humano", según la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC); cafeína (ácido 1,3,7-trimetilúrico); y 4-nitrofenol (4-NP), un precursor de varios fungicidas y un producto de descomposición de pesticidas.

"Elegimos estos compuestos porque se conocen sus vías de biodegradación y los genes subyacentes, lo que facilita el rastreo de las poblaciones microbianas que codifican las proteínas para la biodegradación de estos compuestos orgánicos", relata Konstantinidis.

Entonces, los investigadores muestrearon los mesocosmos para determinar qué especies bacterianas se multiplicaron o se agotaron en respuesta a los productos químicos. "Los resultados nos permitieron probar rigurosamente la hipótesis de que las especies de baja abundancia, en oposición a las especies comunes, proporcionaron la diversidad metabólica que permitió a la comunidad responder a los compuestos añadidos y las condiciones cambiantes", señala.

La motivación para el estudio fue poder predecir mejor cómo responderán las comunidades microbianas a futuras perturbaciones como pesticidas, derrames de petróleo e, incluso, el cambio climático, dice Konstantinidis. Las preguntas que podría ayudar a responder incluyen saber la valiosa diversidad microbiana que hace funcionar los ecosistemas, incluso para mantener la resiliencia a la contaminación causada por el ser humano. También podrían ayudar a predecir las consecuencias de la pérdida de biodiversidad, por ejemplo, a raíz de los derrames de contaminantes masivos o el cambio climático.