Cuando el capitán James Cook y el botánico Sir Joseph Banks navegaron por la Gran Barrera de Coral de Australia (GBR) en la década de 1770, describieron las floraciones de "aserrín de mar" que ahora sabemos que es la cianobacteria Trichodesmium. Similar, en 2014, un viaje de investigación dirigido por UTS encontró la especie en abundancia, pero con el beneficio de las nuevas técnicas de biología molecular también pudieron identificar otras especies importantes de bacterias que podrían ayudar a resolver un rompecabezas científico.

Paradójicamente, aunque los arrecifes de coral son generalmente áreas de alta productividad biológica, las aguas marinas circundantes suelen ser bajas en nutrientes, especialmente nitrógeno. Una forma de mantener altos niveles de productividad biológica es mediante la actividad de un grupo especializado de microorganismos. Las bacterias fijadoras de nitrógeno convierten los gases de nitrógeno, que son abundantes pero no disponibles para la mayoría de los organismos, en formas biodisponibles esenciales, permitiendo que el nitrógeno se incorpore a la red alimentaria. La fijación de nitrógeno es, por tanto, uno de los procesos bioquímicos más esenciales del planeta.

El equipo de investigación dirigido por científicos del Clúster de Cambio Climático (C3) en UTS, junto con colaboradores de UNSW y el Instituto Australiano de Ciencias Marinas, llevó a cabo un estudio en aguas que abarcan 10 ubicaciones diferentes dentro de la GBR. Los resultados de la encuesta, publicado en Frontiers for Microbiology proporciona la primera evidencia cuantitativa de la importancia potencial a nivel de ecosistema de la fijación de nitrógeno en aguas de GBR.

La autora principal, la Dra.Lauren Messer, explica que el estudio es importante porque el GBR es en gran medida un nitrógeno limitado, sistema bajo en nutrientes, especialmente durante la estación seca tropical (invierno austral) cuando se llevó a cabo la investigación.

"La fijación de nitrógeno por bacterias marinas podría aliviar la limitación de nitrógeno dentro de este importante ecosistema al introducir nitrógeno nuevo en la columna de agua. Este nuevo nitrógeno estará disponible para apoyar el crecimiento y la producción de fitoplancton en la región en tiempos de estrés por nitrógeno, " ella dice.

Dr. Messer, quien realizó el estudio como parte de su candidatura a doctorado en el programa de investigación UTS Cluster de cambio climático, microbios oceánicos y océanos saludables, dijo que se trataba de información nueva para el GBR y sugiere un mayor potencial para la fijación de dinitrógeno en la región.

"Debido a las técnicas moleculares que ahora tenemos disponibles, podemos apuntar a los genes bacterianos responsables de facilitar la fijación de nitrógeno y esto nos permite identificar 'quién' es capaz de este proceso. También podemos determinar si están activos o no, " ella dice.

Supervisor de doctorado del Dr. Messer y líder del programa de investigación Ocean Microbes and Healthy Oceans, Profesor asociado Justin Seymour, dijo que los hallazgos pueden informar los esfuerzos de investigación futuros para incorporar la actividad de diversas bacterias fijadoras de dinitrógeno en el balance de nitrógeno marino para el GBR.

"La investigación de Lauren ha unido con éxito un conjunto de enfoques sofisticados para brindar nuevos conocimientos sin precedentes sobre los procesos biológicos y químicos que sustentan la función de uno de los ecosistemas marinos más importantes y amenazados del planeta, " él dice.