El pez cirujano del Mar Rojo utiliza bacterias gigantes metabólicamente diversas para digerir diferentes tipos de algas, según una nueva investigación. Estos hallazgos no solo explican la base de la diversidad de peces cirujanos, pero también pueden proporcionar un valioso recurso genético para la investigación de biocombustibles.

Un equipo internacional dirigido por investigadores de KAUST utilizó técnicas de secuenciación de alto rendimiento para estudiar las comunidades de microbios simbióticos en los intestinos de los peces cirujano del Mar Rojo que se alimentan de algas marinas. Al analizar los genomas, descubrieron que las comunidades están dominadas por un solo grupo de bacterias gigantes conocidas como Epulopiscium, y que carecen de la diversidad que se encuentra en los microbiomas de los herbívoros terrestres.

"La degradación de la biomasa vegetal en los vertebrados terrestres generalmente requiere cócteles de enzimas que se originan a partir de microorganismos intestinales, cada uno de los cuales tiene la capacidad de descomponer diferentes componentes, "explica el científico investigador de KAUST, David Ngugi, quien dirigió el estudio. Las algas carecen de muchos de los componentes complejos de la pared celular y de los polisacáridos que se encuentran en las plantas terrestres. como la lignina y la celulosa, por lo que es probable que una comunidad microbiana más simple sea suficiente para digerirlos.

Sin embargo, El análisis de la expresión génica reveló importantes diferencias entre el Epulopiscium en el pez cirujano especializado en la alimentación de algas rojas o pardas. "Dependiendo de las algas de las que se esté alimentando el huésped, el Epulopiscium tiene las enzimas correspondientes para descomponer esos polisacáridos, ", dice Ngugi." Tanto es así que probablemente no se puede tomar un Epulopiscium de un huésped que come algas rojas y trasplantarlo a un huésped que come algas pardas porque no tienen la capacidad metabólica para degradar lo que está comiendo el otro huésped ".

Esta especialización ayuda a explicar la diversidad de los peces cirujanos de arrecife porque dividen el medio ambiente en diferentes nichos dietéticos. Según sus análisis, los investigadores sugieren dividir el Epulopiscium simbiótico en tres géneros.

El equipo también rastreó la expresión génica en Epulopiscium a lo largo de un día y descubrió que coincidía con el estilo de vida del huésped. con genes relacionados con la digestión activos durante la mañana cuando el huésped se estaba alimentando. "Eso fue realmente emocionante, "dice Ngugi, porque demostró claramente el papel de las bacterias gigantes en el intestino.

La capacidad de fermentar las algas hará de Epulopiscium un valioso recurso genético para el desarrollo de biocombustibles a base de algas. Los hallazgos también destacan el vínculo entre los alimentos, peces y microbios que sustentan la diversidad de las comunidades de arrecifes. "El tipo de simbiosis que se ha desarrollado para utilizar los recursos alimenticios específicos en el arrecife se ha producido a lo largo de escalas de tiempo evolutivas, ", dice Ngugi." Nuestros datos sugieren que no es algo que pueda adquirirse o restablecerse en poco tiempo ".