Las comunidades bacterianas naturales, fundamentales para la vida en el planeta, presentan una notable diversidad e impacto en los ecosistemas que habitan. Sin embargo, su estudio ha sido un desafío debido a su complejidad y naturaleza dinámica. Un equipo internacional de investigadores, liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Imperial College de Londres, ha abordado esta problemática con un enfoque innovador.
El reciente estudio revela la posibilidad de domesticar estas comunidades bacterianas en condiciones de laboratorio, lo que podría abrir nuevas puertas para aplicaciones biotecnológicas. Las conclusiones del trabajo, realizado en colaboración con la ETH-Zürich, la Universidad Metropolitana de Manchester y la Universidad de Exeter, han sido publicadas en la revista científica Nature Communications.
Un nuevo enfoque en ecología microbiana
A menudo, los estudios sobre ecología microbiana se centran en las condiciones ambientales que determinan las comunidades o en las funciones específicas que desempeñan ciertos microorganismos. Sin embargo, no se había logrado establecer una conexión clara entre la composición de estas comunidades y su función dentro del ecosistema. Alberto Pascual-García, investigador del CSIC y primer autor del estudio, señala que “la complejidad inherente a los ecosistemas microbianos siempre ha supuesto un reto para la ciencia”. En este sentido, su investigación busca entender los límites de la predictibilidad y reproducibilidad dentro de esta variación.
La investigación ha demostrado que las comunidades bacterianas naturales pueden exhibir trayectorias reproducibles en condiciones estandarizadas. Esto es especialmente relevante dado que estas comunidades albergan cientos de especies y pueden mostrar patrones predecibles tanto en su composición como en su capacidad funcional, particularmente en lo que respecta a la degradación.
Desafíos y oportunidades emergentes
A pesar de estos hallazgos prometedores, el estudio también destaca que pequeñas variaciones iniciales en la composición de las comunidades pueden llevar a resultados divergentes. Estos puntos de inflexión, donde pequeños cambios se amplifican con el tiempo, resaltan la complejidad de los ecosistemas microbianos. Thomas Bell, investigador del Imperial College de Londres, subraya que “aunque los ecosistemas microbianos pueden ser predecibles bajo ciertas condiciones, están sujetos a dinámicas complejas y no lineales”. Esta dualidad representa tanto un reto como una oportunidad para quienes buscan aprovechar estas comunidades para fines biotecnológicos.
El equipo ha demostrado la viabilidad de domesticar estas comunidades mediante técnicas como la congelación y resurrección, creando así una biblioteca reutilizable para futuros experimentos. Para ello, se centraron en comunidades bacterianas heterótrofas implicadas en la degradación de hojarasca de haya común (Fagus sylvatica), replicando su hábitat natural mediante un medio adaptado a sus condiciones específicas.
Perspectivas futuras
Damian Rivett, investigador de la Universidad Metropolitana de Manchester, enfatiza que “este estudio proporciona los conocimientos básicos necesarios para pasar de la observación a la aplicación”, destacando su potencial tanto para reducir emisiones contaminantes como para mejorar la salud humana. Por otro lado, Pascual-García advierte sobre los desafíos persistentes: “las comunidades más simples muestran una relación directa entre composición y función; sin embargo, las más complejas requieren una exploración más profunda”.
Esta investigación representa una colaboración significativa entre expertos en ecología microbiana y biología computacional y ha recibido financiamiento del Consejo Europeo de Investigación (ERC), el Ministerio de Ciencia e Innovación y otras entidades relevantes.
CNB – CSIC Comunicación
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Preguntas sobre la noticia
¿Qué son las comunidades bacterianas naturales?
Las comunidades bacterianas naturales son grupos de bacterias que existen en el medio ambiente o en otros organismos sin intervención humana, y son esenciales para la vida en la Tierra debido a su diversidad e influencia en los ecosistemas.
¿Cuál es el objetivo del estudio mencionado en la noticia?
El estudio busca comprender cómo las comunidades bacterianas pueden ser "domesticadas" y utilizadas para aplicaciones biotecnológicas, explorando su dinámica y funcionalidad en condiciones controladas.
¿Qué metodología se utilizó en la investigación?
Se utilizaron comunidades bacterianas heterótrofas implicadas en la degradación de la hojarasca de haya común, replicando su ecosistema natural en un medio de cultivo adaptado y utilizando secuenciación masiva de ADN para seguir los cambios en la composición y funcionamiento de las comunidades.
¿Cuáles son las oportunidades que presenta este estudio?
El estudio aporta conocimientos básicos que podrían permitir la aplicación de estrategias para reducir emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la salud humana mediante el control de dinámicas microbianas.
¿Qué desafíos persisten según los investigadores?
A pesar de los avances, existen limitaciones en la predicción de funciones en comunidades microbianas complejas, ya que estas requieren una exploración más exhaustiva para comprender sus dinámicas.
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