En el mar un científico sostiene una muestra de plancton a contraluz y observa el reluciente contenido. Este brillante espectáculo es causado por miles de organismos microscópicos que viven en la superficie del mar, su intrincado, esqueletos cristalinos que refractan y reflejan la luz del sol.

Estos organismos, un tipo de plancton llamado acantário, son muy abundantes en todos los océanos del mundo y son recicladores clave de carbono y otros nutrientes dentro del ecosistema marino.

Los acantarianos son difíciles de estudiar. No crecen en el laboratorio y son tan delicados y frágiles que a menudo se destruyen durante el muestreo. Y como son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista, atraen menos interés de los investigadores que otros organismos marinos, como los corales formadores de arrecifes. Pero Margaret Brisbin, un doctorado estudiante de la Unidad de Biofísica Marina de la Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), cree que estos organismos merecen una mirada más cercana.

Quizás lo más interesante de los acantários es su relación simbiótica con las algas fotosintéticas que viven en su interior. Las algas ayudan al plancton proporcionándoles carbono orgánico, permitiéndoles vivir en ambientes con pocos nutrientes donde muchos otros organismos no pueden sobrevivir.

Estos pequeños huéspedes planctónicos y sus algas asociadas podrían tener un papel importante que desempeñar en la eliminación del dióxido de carbono de la atmósfera. Las algas simbióticas fijan el dióxido de carbono a un ritmo elevado durante la fotosíntesis, pero cuando mueren sus anfitriones, sus pesados ​​esqueletos de estroncio los llevan al fondo del océano, bloqueando el carbono en las profundidades de la superficie y manteniéndolo fuera de la atmósfera. "En nuestro presente, atmósfera enriquecida con carbono, Es preferible, en cierto sentido, tener fotosintetizadores de hundimiento rápido, "explica Brisbin.

Pero que, si algo, la ganancia de algas de esta simbiosis no está clara. Algunos biólogos piensan que la relación entre los huéspedes planctónicos y las algas simbióticas es un parasitismo inverso, una especie de esclavitud, donde los anfitriones explotan las algas. Sin embargo, Brisbin cree que puede haber más en la historia.

"Estoy interesado en averiguar si las algas obtienen algo de la relación, o si simplemente están siendo cultivados por plancton y digeridos más tarde, " ella dice.

Brisbin y sus colegas recolectaron muestras de agua de mar rebosante del diminuto plancton durante un viaje de investigación de un mes en el Mar de China Oriental. Filtraron agua de mar a través de una red de plancton para recolectar acantários, luego transfirió cada célula huésped a un plato separado, uno a uno, utilizando una micropipeta de vidrio. También conservaron algunas muestras de agua de mar de cada sitio para poder comparar las algas de vida libre en el agua con las algas que se encuentran dentro de los huéspedes planctónicos.

Próximo, hicieron un análisis genético de los organismos, extraer ARN de células hospedadoras individuales y secuenciar un gen marcador con el apoyo de la Sección de Secuenciación de OIST para determinar el número de diferentes tipos de algas dentro de cada hospedador acantárico individual. Descubrieron que cada huésped contiene una comunidad diversa de algas simbióticas, lo que sugiere que los huéspedes de plancton recolectan algas varias veces durante su vida. Sus hallazgos están disponibles como preimpresión en bioRxiv.

Los investigadores también descubrieron que las secuencias genéticas de las algas dentro de los huéspedes de plancton diferían significativamente de las de las algas en el agua de mar extraída de donde se encontró el plancton. lo que significa que las dos poblaciones contienen diferentes tipos de algas. Esto implica que el plancton está eligiendo qué algas específicas absorber, o que las algas simbióticas permanezcan en su interior durante períodos prolongados.

La microscopía de fluorescencia confocal en los orgánulos digestivos de los acantários reveló que los organismos no estaban digiriendo las algas. Esto es coherente con la idea de que sus huéspedes mantienen las algas a lo largo del tiempo.

Una estadía prolongada dentro de los hospedadores de plancton puede proteger a las algas de ser devoradas por otros organismos o protegerlas contra la infección viral. Se necesitarán más estudios para explorar si las algas realmente están obteniendo algún beneficio de la simbiosis, pero los investigadores concluyeron que al menos es posible que esta relación sea mutualista, en lugar de explotador, como se propuso anteriormente.