Las criaturas marinas necesitan ir al baño también, y en acuarios, que crea la tarea de limpiar el agua de desechos como el amoniaco, nitritos y nitratos. Las bacterias buenas descomponen los compuestos de nitrógeno en el Acuario de Georgia, y en un nuevo estudio, algunas comunidades bacterianas emulaban sorprendentemente bien a las que se encuentran naturalmente en los océanos.

"Fue fenomenal. No esperaba esto, "dijo Frank Stewart, investigador principal del estudio dirigido por el Instituto de Tecnología de Georgia. "Las comunidades microbianas se siembran a partir de microbios que provienen de los animales y su alimento en un acuario que no llega al océano. Pero parecían comunidades microbianas marinas naturales".

Esa es una buena noticia para los miles de fauna marina, incluidos los tiburones ballena, mantarrayas y una tortuga marina llamada "Tanque, "que viven en el Ocean Voyager del Georgia Aquarium, la exposición oceánica interior más grande de los Estados Unidos con casi 24 millones de litros (6,3 millones de galones) de agua de mar constituida. Los investigadores analizaron dos comunidades bacterianas en la exhibición a lo largo del tiempo y encontraron que algunas comunidades hacen un mejor trabajo de limpieza que otras.

'Cambiador de juego real'

"El análisis bacteriano ha cambiado las reglas del juego para el Acuario de Georgia, "dijo Eric Hall, quien colaboró ​​en la investigación y es Director Senior de Sistemas de Soporte Vital y Calidad del Agua para el acuario. "Ahora tenemos una mejor comprensión de cómo se ve esta microcomunidad bacteriana beneficiosa que vive en el agua del hábitat y en nuestros filtros".

A los investigadores les gustaría que su trabajo continuo ayude a los operadores de acuarios de todo el mundo a optimizar las colonias bacterianas para una limpieza máxima del agua. Georgia Tech y Georgia Aquarium, una organización de vida marina sin fines de lucro, publicó su análisis en la revista Microbiología aplicada y ambiental el viernes, 29 de septiembre 2018.

El primer autor fue Andrew Burns, investigador postdoctoral en el laboratorio de Stewart. La investigación fue financiada por la Fundación Simons, la Fundación Nacional de Ciencias, y la Fundación Teasley.

La caca de pescado se ha ido

Para mantenerse fresco El agua de Ocean Voyager cae en cascada a través de una serie de procesos de limpieza. En el tanque, como en los océanos, las bacterias descomponen los excrementos, amoniaco y otros desechos, luego, el agua de la exhibición del acuario fluye a través de filtros que eliminan más cosas, incluidos los nitritos.

El agua también fluye a través de reactores bacterianos especiales, y para entonces estará libre de casi todo menos nitratos, que puede volverse tóxico si se deja acumular en altas concentraciones. En los reactores colonias de bacterias, el foco de este estudio, descomponer los nitratos.

Los reactores, o "almohadillas, "casi no tienen oxígeno y ofrecen azufre a las bacterias como alimento. Las bacterias anaeróbicas se reúnen allí para "comer" el azufre y "respirar" los nitratos para formar gas nitrógeno. que puede burbujear hacia la atmósfera. La atmósfera de la Tierra es, naturalmente, un 78 por ciento de nitrógeno.

Sorpresa bacteriana abigarrada

Las comunidades bacterianas que los investigadores encontraron en las dos almohadillas que estudiaron frustraron las expectativas. Para uno, los investigadores pensaron que podrían encontrar ambas almohadillas dominadas por una icónica bacteria desnitrificante llamada Thiobacillus denitrificans, que se puede utilizar para sembrar manualmente acuarios domésticos y profesionales. Ellos no.

"Ciertamente apareció en nuestros sistemas, pero los genes de las herramientas que Thiobacillus denitrificans lleva para realizar estos procesos estaban ampliamente distribuidos entre muchos tipos diferentes de microbios, "dijo Stewart, quien es profesor asociado en la Escuela de Ciencias Biológicas de Georgia Tech. "Los niveles de diversidad fueron simplemente excepcionales".

También, las composiciones de las comunidades bacterianas en las dos almohadillas eran prácticamente los polos opuestos entre sí.

"En una de las plataformas, una especie se convirtió en alrededor del 90 por ciento de la comunidad, "Dijo Burns. Era una cepa relacionada con una especie llamada Thiobacillus thioparus." La otra plataforma tenía una comunidad mucho más diversa con muchas especies diferentes e incluso géneros ". (El género es la categoría taxonómica por encima de las especies).

"Incluso analizando algunos de los principales contribuyentes, había un género de Sulfurimonas (bacterias) e incluso esos tenían una tonelada de especies diferentes, alrededor de 150 especies o variantes de cepas en lugar de decir, diez, lo que uno podría haber esperado, "Dijo Stewart.

Draft bacteriano de la NFL

Como equipos deportivos, las dos comunidades bacterianas reunieron a diferentes actores. Un equipo tenía un gran jugador estrella, y el otro equipo distribuyó las habilidades necesarias para todos los pasos químicos de manera más uniforme en todo el equipo.

"Descubrimos que en muchos de estos sistemas una sola bacteria se convertirá en el principal contribuyente y superará a todos los demás y se convertirá en la mayoría de la comunidad y hará la mayor parte del metabolismo". ", Dijo Burns." En nuestro estudio, esta almohadilla resultó ser mejor para la desnitrificación ".

Pero podría funcionar al revés, que determinadas comunidades bacterianas mixtas pueden funcionar de manera más eficiente, Burns dijo:e incluso en sistemas en los que un jugador es la estrella, la variedad puede agregar fuerza.

"Puede dar respaldo a ese sistema bacteriano, ", Dijo Burns." Si se basara en un solo jugador importante, si le pasara algo, todo el sistema podría fallar ".

"Lo que es realmente interesante es cuántas de ciertas especies existen en nuestro sistema y, sobre todo, descubrir qué están haciendo, ", Dijo Hall." Estas criaturas microscópicas no solo están merodeando, sino que en realidad están haciendo cosas beneficiosas para nuestra agua que antes no entendíamos completamente ".

Es demasiado pronto para hacer recomendaciones pero dadas las observaciones iniciales, los investigadores piensan que cualquiera que intente optimizar las bacterias para el acuario no necesariamente tendrá que lanzar un gran organismo a un sistema desde el exterior. En su lugar, convencer a una gran comunidad de bacterias para que se autoensamble podría maximizar el poder de limpieza.