Investigadores del Departamento de Producción Vegetal y Microbiología de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) han logrado desentrañar los secretos evolutivos de la bacteria marina SAR11, reconocida como la más abundante en los océanos. Este avance se ha conseguido gracias a la aplicación de metagenómica de tercera generación, permitiendo un análisis profundo desde una perspectiva genómica.
El estudio revela que estas bacterias poseen un ‘núcleo genético’ común complementado por pequeñas regiones de ‘genes flexibles’. Esta combinación les otorga la capacidad de adaptarse con éxito a las variaciones medioambientales. Este hallazgo es crucial para comprender cómo estas poblaciones microbianas, esenciales para el equilibrio ecológico global, pueden diversificarse y sobrevivir ante el cambio climático.
El papel del microbioma marino
El microbioma marino desempeña un rol fundamental en el mantenimiento de los ecosistemas, contribuyendo significativamente a los ciclos biogeoquímicos globales y representando hasta el 98% de la productividad primaria marina. Las bacterias del clado SAR11 son predominantemente libres y dominan numéricamente las aguas superficiales oceánicas, constituyendo entre el 20% y el 40% de todas las células procariotas presentes.
“A pesar de su abundancia y distribución cosmopolita, las dificultades para recuperar toda la riqueza genética de sus poblaciones naturales han limitado nuestra comprensión sobre la relación entre evolución y ecología microbiana desde un enfoque genómico”, señala Mario López Pérez, investigador líder del estudio en la UMH.
Técnicas innovadoras en investigación
Por primera vez, el Grupo de Genómica y Evolución Microbiana de la UMH ha combinado técnicas avanzadas de genómica de célula única y metagenómica de lectura larga. Esta sinergia ha permitido reconstruir con alta precisión la diversidad genética del clado SAR11 en muestras ambientales recogidas del Mediterráneo.
Los resultados muestran que estas bacterias comparten un núcleo genético casi idéntico que representa el 81% de su genoma. El resto, denominado genoma flexible, está distribuido en pequeñas regiones —la mayoría conteniendo un único gen— ubicadas en posiciones equivalentes dentro de todas las cepas. “Estas variaciones están siempre situadas en los mismos lugares del genoma y contienen genes con funciones equivalentes, aunque presenten distintas versiones”, explica Carmen Molina Pardines, investigadora principal del estudio.
Poblaciones policlonales y adaptación
El estudio también indica que estas bacterias forman poblaciones policlonales, es decir, están compuestas por múltiples variantes genéticas coexistiendo en un mismo entorno. Este fenómeno no solo asegura la conservación de genes esenciales durante los barridos selectivos, sino que también mantiene una redundancia funcional crucial para preservar una amplia reserva genética ambiental.
Dicha reserva permite a las poblaciones responder rápidamente a cambios ambientales. “Estos resultados ofrecen pistas sobre las estrategias que explican el éxito ecológico de SAR11 en ambientes marinos pobres en nutrientes como el Mediterráneo”, aclara José M. Haro Moreno, coautor del estudio.
Avances significativos en metagenómica
Aparte del descubrimiento evolutivo significativo, este estudio demuestra que la metagenómica de tercera generación supera barreras técnicas previas que dificultaban el análisis de estos microorganismos extremadamente difíciles de cultivar en condiciones puras.
El trabajo ha sido publicado en la revista científica Microbiome, consolidando así a la UMH como un referente internacional en el ámbito del estudio evolutivo del microbioma marino. Su enfoque integrador proporciona una mejor comprensión sobre los mecanismos que sustentan la vida oceánica y su impacto en nuestro planeta.
Este proyecto ha recibido financiación a través de los programas “FLEX3GEN” y “MICRO3GEN” del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad, además del respaldo por parte del Ministerio para becas doctorales específicas.
La noticia en cifras
| Cifra |
Descripción |
| 20-40% |
Porcentaje de todas las células procariotas que representan las bacterias del clado SAR11 en aguas superficiales del océano. |
| 81% |
Porcentaje del genoma que representa el núcleo genético común compartido por las bacterias SAR11. |
| 98% |
Porcentaje de la productividad primaria marina que puede ser impulsada por el microbioma marino. |
| 2025 |
Año de publicación del estudio en la revista científica Microbiome. |
Preguntas sobre la noticia
¿Qué han logrado investigar los científicos de la Universidad Miguel Hernández sobre la bacteria SAR11?
Los investigadores han descifrado el éxito evolutivo de la bacteria marina SAR11, la más abundante del océano, utilizando metagenómica de tercera generación. Esto les ha permitido entender cómo estas bacterias se adaptan a las fluctuaciones medioambientales y cómo se organizan genéticamente.
¿Cuál es la importancia del microbioma marino según el estudio?
El microbioma marino es esencial para el mantenimiento de los ecosistemas, impulsando los ciclos biogeoquímicos globales y representando hasta el 98% de la productividad primaria marina. Las bacterias SAR11 dominan numéricamente las aguas superficiales del océano.
¿Qué técnicas han utilizado los investigadores para su estudio?
El Grupo de Genómica y Evolución Microbiana ha combinado por primera vez técnicas de genómica de célula única y metagenómica de lectura larga para reconstruir con alta precisión la diversidad genética de SAR11 en muestras ambientales del Mediterráneo.
¿Cómo se organiza el genoma de las bacterias SAR11?
Las bacterias SAR11 comparten un núcleo genético casi idéntico que representa el 81% de su genoma, mientras que el resto está compuesto por un genoma flexible concentrado en pequeñas regiones con variaciones funcionales equivalentes. Esto favorece la coexistencia de múltiples cepas.
¿Qué revela el estudio sobre la adaptación de estas bacterias a su entorno?
El estudio muestra que las bacterias forman poblaciones policlonales, lo que garantiza la conservación de genes esenciales y mantiene una amplia reserva genética ambiental, permitiendo respuestas rápidas a cambios en el entorno.
¿Cuál es el impacto potencial del estudio en la comprensión del cambio climático?
Los hallazgos permitirán entender mejor cómo las poblaciones microbianas clave para el equilibrio ecológico global se diversifican y sobreviven al cambio climático, ofreciendo pistas sobre sus estrategias adaptativas.
¿Dónde se publicó este estudio y cuál es su relevancia?
El estudio fue publicado en la revista científica Microbiome, posicionando a la UMH como referente internacional en el estudio evolutivo del microbioma marino y ayudando a entender los mecanismos que sostienen la vida en los océanos.
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