Un equipo de investigadores de la Universidad de Oldenburg, Alemania, ha publicado un estudio en la revista Science Advances que revela el papel fundamental de las bacterias sulfato-reductoras, pertenecientes a la familia Desulfobacteraceae, en la descomposición del carbono orgánico en los sedimentos marinos. Estas bacterias, que prosperan en zonas sin oxígeno, son capaces de descomponer una amplia variedad de compuestos, algunos de los cuales son difíciles de degradar, convirtiéndolos en dióxido de carbono (CO2).
El estudio, dirigido por el Dr. Lars Wöhlbrand y el Prof. Dr. Ralf Rabus, ha analizado la distribución global de estas bacterias y su compleja estructura metabólica. Los investigadores han encontrado que, aunque todas las cepas estudiadas comparten una arquitectura metabólica central para la obtención de energía, algunas poseen módulos moleculares específicos que les permiten utilizar diferentes sustancias orgánicas. Este sistema modular es clave para su éxito ambiental, contribuyendo significativamente al ciclo global del carbono y a la regulación del clima.
La vida en el límite termodinámico
Las bacterias sulfato-reductoras operan en condiciones que limitan su capacidad para extraer energía de la materia orgánica. En comparación con las bacterias aerobias, que utilizan oxígeno y pueden obtener más energía, las sulfato-reductoras dependen del sulfato para su respiración, lo que les permite realizar una función vital en la degradación de materia orgánica en los sedimentos marinos. Se estima que, en áreas costeras y de plataforma continental, estas bacterias son responsables de más de la mitad de la descomposición en el lecho marino.
Los investigadores han cultivado seis cepas diferentes de Desulfobacteraceae, cada una con características únicas en su capacidad para descomponer diversos compuestos. A través de un análisis meticuloso, se alimentaron a estos microorganismos con 35 sustancias diferentes, desde productos de fermentación simples hasta ácidos grasos de cadena larga. A partir de estos experimentos, se identificaron los genes activados durante la degradación, revelando que las distintas cepas utilizan estrategias moleculares similares para llevar a cabo este proceso.
Los hallazgos subrayan que las Desulfobacteraceae funcionan como una comunidad colaborativa, donde no existe una especie dominante, sino que actúan en conjunto, similar a un equipo de fútbol, donde cada miembro juega un papel específico. Esta versatilidad es la razón por la que estas bacterias son tan comunes en diversas condiciones geográficas y geológicas.
Además, los investigadores, en colaboración con el Prof. Dr. Michael Schloter de la Universidad Técnica de Múnich, encontraron que los genes claves de estas bacterias pueden ser detectados en muestras de sedimentos de diferentes áreas marinas, desde aguas poco profundas hasta los profundos océanos. Esto resalta la importancia de las Desulfobacteraceae en los procesos de degradación del carbono a nivel global y su potencial uso como herramientas analíticas para estudiar la actividad microbiana en el lecho marino.
El Prof. Dr. Michael Winklhofer, otro de los autores del estudio, apunta que el papel de estas bacterias anaerobias en los procesos de degradación del carbono en áreas costeras podría aumentar en el futuro, dado que el contenido de oxígeno de los océanos ha ido disminuyendo desde la década de 1960 debido a la sobre-fertilización y al cambio climático.
