Los organismos microscópicos que componen los ecosistemas oceánicos son invisibles a simple vista, sin embargo, son responsables de producir la mitad del oxígeno que respiramos, y para sostener todas las pesquerías del mundo. Ahora, acercándose al final de nuestro crucero de tres semanas por el Pacífico Norte frente a Hawái, estamos trabajando para comprender cómo estas pequeñas bacterias se conectan y se comunican entre sí.

Sabemos que las bacterias tienen la capacidad de detectar y responder a un número desconocido de señales químicas, pero creemos que pueden ser decenas a cientos. Algunas señales que conocemos de los experimentos de laboratorio incluyen moléculas de detección de quórum. Otras bacterias liberan moléculas de detección de quórum para cambiar el comportamiento de las células cuando han alcanzado una densidad suficiente. o quórum. Sabemos por trabajos previos en el laboratorio Dyhrman y el laboratorio Van Mooy que la señalización del quórum es importante en las comunidades de bacterias que rodean una región particularmente grande e importante.
cianobacteria, Trichodesmium. Tricho, como se le llama cariñosamente, fija grandes cantidades de fertilizante nitrogenado directamente del gas nitrógeno. Las bacterias que rodean a Tricho, o su microbioma puede afectar en gran medida las tasas de fijación de nitrógeno de formas que aún no comprendemos por completo. La fijación de nitrógeno es uno de los procesos bioquímicos más importantes de la tierra y los océanos. En los ecosistemas oceánicos, permite que los microorganismos crezcan incluso cuando otros nutrientes, como nitrato y amonio, Son escasos.

Nos gustaría saber qué bacterias se reclutan activamente para colonizar Tricho y otras células grandes. y cómo la señalización química afecta este proceso. Para hacer esto, Creamos una trampa para bacterias utilizando nuevas técnicas iniciadas por nuestro colaborador Otto Cordero. Desde cero hicimos perlas microscópicas incrustadas con extracto de células de fitoplancton y partículas magnéticas que nos permiten sacar las perlas de la solución, separándolos del agua de mar y las células de vida libre. Dentro de la botella que sostengo (ver foto) hay miles de estas pequeñas cuentas mezcladas con bacterias del océano. Durante las últimas semanas, hemos mezclado bacterias naturales que se encuentran en la superficie del océano con diferentes mezclas de señales químicas y perlas con sabor a fitoplancton. Después de que llevemos nuestras muestras al laboratorio, podemos usar la secuenciación de ADN como una especie de código de barras universal para identificar las bacterias atrapadas en nuestra trampa.

No puedo esperar a ver qué descubriremos de estos experimentos, que nos brindan nuevas herramientas para escuchar a escondidas la conversación entre las bacterias marinas. Comprender cómo se comunican las bacterias a través de señales es un desafío importante para predecir el futuro del complejo ecosistema microbiano del océano.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Earth Institute, Blogs.ei.columbia.edu de la Universidad de Columbia.