Diversidad genética en el fitoplancton marino: Bathycoccus

El fitoplancton marino es un grupo de plantas diminutas que viven en el océano. Son súper importantes porque producen una buena cantidad del oxígeno de la Tierra y sirven como base de la cadena alimenticia oceánica. Dentro de este fitoplancton, hay tipos especiales como las algas picoeucariotas, que son conocidas por su pequeño tamaño y gran diversidad.

En lugares con estaciones cambiantes, la cantidad y tipos de fitoplancton pueden variar a lo largo del año. A veces, hay aumentos repentinos en sus números llamados floraciones algales. Estas floraciones son clave para la producción de oxígeno en el océano, por eso los científicos tienen muchas ganas de entender cómo se adapta el fitoplancton a su entorno y cómo el cambio climático los afecta.

#Explorando la Diversidad Genética del Fitoplancton

Los avances recientes en tecnología han permitido que los científicos recojan grandes cantidades de datos genéticos de diferentes tipos de fitoplancton. Una forma de hacerlo es analizando genes específicos que ayudan a identificar diferentes especies. Pero estos métodos a menudo se pierden detalles importantes sobre las diferencias genéticas dentro de una sola especie. Esto es un problema porque estas pequeñas variaciones pueden afectar significativamente cómo sobrevive una especie en distintas condiciones. Por ejemplo, una especie podría responder diferente a cambios en la temperatura, luz o nutrientes por estas pequeñas diferencias genéticas.

La investigación ha mostrado que la variación dentro de una especie es esencial para la salud ecológica. Cuando las especies pierden su diversidad, se vuelven más similares y menos capaces de lidiar con cambios ambientales. En las diatomeas, que son un tipo de fitoplancton, las variaciones internas les ayudan a adaptarse a diferentes factores ambientales.

#Desafíos en el Estudio de la Diversidad del Fitoplancton

Para estudiar la diversidad genética del fitoplancton, los científicos necesitan identificar y analizar muchos individuos de diferentes ambientes. Sin embargo, aislar suficientes muestras puede ser complicado, y a menudo solo se estudian unos pocos individuos. En el pasado, los científicos han usado marcadores genéticos específicos encontrados en algunos genes para analizar individuos aislados, pero estos métodos pueden ser muy limitados.

Nuevos métodos, como el ADN polimórfico amplificado al azar (RAPD) y la secuenciación asociada a sitios de restricción (RADseq), han facilitado el análisis de muchos marcadores genéticos de una especie. Estas técnicas se han usado para estudiar el fitoplancton durante floraciones algales, pero la mayoría se han enfocado en identificar muchos individuos. Como resultado, la diversidad genética del fitoplancton marino aún no está bien registrada.

#La Naturaleza Cosmopolita de Bathycoccus

Los picoeucariotas, como Bathycoccus, son algas diminutas que se pueden encontrar en todo el mundo, desde regiones tropicales hasta polares. Han desarrollado una notable capacidad para adaptarse a varios entornos. Las nuevas tecnologías de secuenciación han ayudado a los científicos a aprender más sobre las diferencias entre las especies de Bathycoccus, pero se sabe poco sobre las variaciones genéticas dentro de Bathycoccus.

Bathycoccus es un fitoplancton común que se encuentra en ciertas regiones como el Mar Mediterráneo, donde florece de noviembre a abril. Los científicos tienen curiosidad por saber si la población se mantiene igual cada año o si cambia. Quieren saber si estas floraciones son resultado de células enterradas en el sedimento despertando o de nuevas células traídas por las corrientes oceánicas.

#Investigando la Diversidad Intraspecífica en Bathycoccus

Para entender mejor la diversidad genética de Bathycoccus, los investigadores usaron un método para aislar cepas de diferentes regiones mientras realizaban secuenciación del genoma completo. Esto implica analizar todo el material genético de un organismo para identificar cambios estructurales o variaciones.

Se obtuvieron cepas algales de una colección de cultivos y se cultivaron en condiciones controladas para estudiar su crecimiento y diversidad. Se tomaron muestras de agua de la Bahía de Banyuls, y se aislaron células para un análisis más profundo. Filtrando el agua y usando citometría de flujo, los investigadores pudieron determinar el número y tamaño de fitoplancton presente.

Después de aislar las células de Bathycoccus, los investigadores extrajeron ADN para analizar su material genético. Se utilizaron técnicas como PCR (Reacción en Cadena de Polimerasa) para amplificar regiones específicas del código genético para un análisis detallado.

#Identificando Marcadores de Diversidad

Para identificar marcadores genéticos únicos que pudieran diferenciar cepas de Bathycoccus, los investigadores examinaron las variaciones en el material genético de varias cepas recolectadas de diferentes lugares. Usando tecnología de secuenciación de lectura larga, pudieron descubrir variantes estructurales dentro del genoma. Estas variantes son útiles para crear marcadores genéticos, que ayudan a identificar diferentes poblaciones genéticas.

Para las cepas de Bathycoccus estudiadas, se identificaron cuatro marcadores principales de diversidad. Estos marcadores permitieron a los investigadores categorizar las diferencias genómicas entre varias cepas. Al organizar las cepas en genotipos multi-locus (MLGs), pudieron ver cómo se relacionan diferentes cepas entre sí y con sus respectivos entornos.

#Entendiendo las Tasas de Crecimiento

Para evaluar cómo crecen diferentes cepas de Bathycoccus en distintas condiciones, los investigadores examinaron las tasas de crecimiento monitoreando el número de células durante varios días. Esta información ayuda a entender qué tan bien ciertas cepas se adaptan a cambios ambientales específicos, como variaciones en temperatura y luz.

Los resultados indicaron que algunas cepas se desempeñaban mejor en ciertas condiciones, sugiriendo que podrían ser ecológicamente distintas. Sin embargo, este análisis requiere más pruebas exhaustivas para determinar si estas diferencias están vinculadas a la diversidad genética o a otros factores ambientales.

#Influencias Estacionales y Ambientales

El estudio también se centró en las implicaciones de los cambios estacionales en las poblaciones de Bathycoccus en la Bahía de Banyuls. Al rastrear las cepas presentes con el tiempo, los investigadores pudieron recopilar información sobre la dinámica de estas poblaciones de fitoplancton durante las floraciones. El análisis de los marcadores genéticos mostró que la composición de la población y la diversidad genética podrían cambiar de un año a otro.

Por ejemplo, el momento de la floración y las cepas específicas presentes variaron entre diferentes años, sugiriendo ya sea la aparición de células durmientes del sedimento o nuevas poblaciones introducidas por las corrientes oceánicas. Comprender la relación entre estos procesos ambientales y la diversidad genética es crucial para entender cómo responde el fitoplancton al cambio climático.

#Conclusión: La Importancia de la Diversidad Genética

En resumen, el estudio del fitoplancton Bathycoccus resalta la importancia de la diversidad genética para la supervivencia y adaptación a diferentes entornos. Al desarrollar nuevos métodos para analizar la diversidad intraspecífica, los investigadores están mejor equipados para rastrear poblaciones y entender la dinámica ecológica en juego.

A medida que la tecnología continúa avanzando, los científicos obtendrán conocimientos más profundos sobre la base genética de la adaptación del fitoplancton y el impacto de los cambios ambientales en estos organismos pequeños pero vitales. Este conocimiento tiene importantes implicaciones para los ecosistemas marinos y la salud global de nuestros océanos.