En los ecosistemas de arrecifes de coral, entre corales pétreos, frondas de algas y bancos de peces, los microorganismos son esenciales para reciclar nutrientes:transformar trozos de materia orgánica en formas de nitrógeno y fósforo, por ejemplo, que son útiles para los organismos fotosintéticos.

Un estudio publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza por investigadores de la Universidad Estatal de San Diego (SDSU), la Universidad de Hawai'i en Mānoa, El Instituto de Oceanografía Scripps y otros revelaron que las bacterias presentes en el agua que cubre docenas de arrecifes de coral cambiaron drásticamente durante la noche. y luego regresó a la misma comunidad diurna que se observó la mañana anterior. Más lejos, como si todas estas comunidades tuvieran el mismo horario, estos cambios se sincronizaron en arrecifes separados por cientos de millas.

"Se requieren investigaciones de los ritmos diurnos y nocturnos de los procesos de los arrecifes para comprender de manera integral los roles funcionales de los actores microbianos en estos ecosistemas, "dijo Linda Wegley Kelly, profesor asistente adjunto de investigación en SDSU y coautor principal del estudio.

En 2013, un equipo internacional de investigadores realizó un crucero a las Islas de la Línea Sur, una cadena remota de islas ecuatoriales al sur de Hawai'i, para medir una serie de procesos de arrecifes. Para evitar los peligros de la navegación y las operaciones de buceo durante la noche, se diseñó un muestreador autónomo para recolectar una muestra de agua justo encima del arrecife de coral a la medianoche. Recolectando muestras de esta manera, los investigadores midieron los cambios en la química del agua y los tipos de microbios presentes en comparación con el día en numerosos sitios. El equipo también utilizó herramientas genómicas para mostrar cómo estos cambios en la comunidad determinan los procesos microbianos en los arrecifes que difieren día y noche.

"Estudios previos de microbios marinos han demostrado que diferentes grupos funcionales cambian su actividad durante el día, pero las poblaciones microbianas permanecen relativamente constantes durante los ciclos diarios, "dijo Craig Nelson, profesor asistente de oceanografía en la Escuela de Ciencias y Tecnología del Océano y la Tierra de la UH Mānoa y co-director del estudio. "Quienes estudian los arrecifes saben que estos ecosistemas cambian significativamente de día a noche, pero este estudio revela un aspecto previamente invisible de ese cambio:un cambio dramático y predecible, no solo en lo que están haciendo los microbios, sino en qué grupos son más abundantes ".

El equipo descubrió que un grupo de microbios llamado Psychrobacter parece estar liderando el camino. Asombrosamente, Psychrobacter puede constituir el 40-70% de la comunidad microbiana marina durante el día, y es cien veces más abundante que durante la noche. Pero que esta influyendo Psychrobacter ?

"Los cambios que observamos en la composición de los microbios durante un ciclo día-noche implican que los hábitats de los arrecifes de coral manipulan el agua de mar circundante, tanto la química como la microbiología, en función de las actividades diurnas y nocturnas de la biota local colectiva. ", dijo Kelly." Esta función puede modular la cantidad de microbios en el agua, promover el ciclo de la energía a través de la red alimentaria de los arrecifes, o proporcionar efectos estabilizadores al ecosistema ".

"Este equipo de investigación está entre los primeros en observar los cambios en las comunidades microbianas de los arrecifes de coral durante el día y la noche, "dice Dan Thornhill, un director de programa en la División de Ciencias Oceánicas de la Fundación Nacional de Ciencias, que financió el estudio. "Estos científicos encontraron diferencias sorprendentes y notables en los microorganismos según la hora del día. El estudio también descubrió el importante papel de los microbios nocturnos en el reciclaje de nutrientes en los arrecifes".

Dada la aparente importancia de Psychrobacter , a continuación, el equipo busca ensamblar su genoma, aislar la bacteria en cultivo, y examinar más a fondo la biología de este organismo.

El trabajo en curso de los autores muestra cómo la condición de los arrecifes, es decir, sano o estresado, predominio de corales o algas:puede alterar la cantidad y los tipos de microbios en el agua de mar circundante. Esto resalta las consecuencias ambientales de alterar los hábitats bentónicos de los arrecifes; donde la pérdida de los organismos calcificantes fundamentales elimina los procesos que impactan las aguas costeras que brindan conectividad entre la tierra y el mar.