La simbiosis recién descubierta podría impulsar la eliminación de carbono en el mar

Las selvas tropicales se denominan a menudo los pulmones de nuestro planeta, ya que absorben grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera y emiten oxígeno a cambio. Sin embargo, resulta que hay pulmones aún más grandes en nuestros océanos.

Las praderas de pastos marinos son vastos campos de plantas submarinas capaces de capturar carbono. 35 veces más rápido que las selvas tropicales. Junto con la tundra, estos ecosistemas costeros son entre el sumideros de carbono más grandes del mundo, sin embargo, sabemos sorprendentemente poco sobre lo que impulsa su alta productividad.

Un nuevo estudio sugiere que estas praderas marinas no serían tan poderosas para capturar carbono si no fuera por un héroe oculto escondido entre la hierba.

Viviendo directamente dentro de las raíces de la hierba Neptuno (Posidonia oceanica), investigadores del Mediterráneo han descubierto un nuevo tipo de bacteria, denominada Celerinatantimonas neptuna

, que puede convertir el gas nitrógeno en un nutriente que las plantas marinas pueden utilizar para la fotosíntesis.

Eso es sorprendentemente similar a cómo las plantas terrestres también capturan nitrógeno y, sin embargo, nunca antes se había encontrado este tipo de relación simbiótica entre las plantas marinas.

El estudio solo se centró en una especie específica de pastos marinos en el mar Mediterráneo, pero debido a que los parientes de C. neptuna ocurren en todo el mundo, los autores sospechan que relaciones similares también podrían estar sucediendo en otros lugares.

“Se asumió que el llamado nitrógeno fijo para los pastos marinos proviene de bacterias que viven alrededor de sus raíces en el lecho marino”. explica el microbiólogo marino Wiebke Mohr del Instituto Max Planck en Bremen, Alemania.

“Ahora mostramos que la relación es mucho más estrecha: las bacterias viven dentro de las raíces de los pastos marinos. Esta es la primera vez que se ha demostrado una simbiosis tan íntima en los pastos marinos”.

Los investigadores identificaron la nueva bacteria utilizando técnicas microscópicas, donde diferentes especies bacterianas que viven dentro y entre las células de la raíz de la hierba marina de Neptuno se destacan con etiquetas de diferentes colores.

En comparación con el sedimento arenoso esparcido alrededor de los pastos marinos, los autores encontraron que la propia planta podía almacenar más de ocho veces más dióxido de carbono. Y eso era cierto incluso cuando no había nutrientes nitrogenados detectables en la columna de agua.

Los hallazgos sugieren que algo más estaba fijando gas nitrógeno y convirtiéndolo para la planta marina. Tras un examen más detenido, el equipo descubrió que el microbioma de las raíces de la planta no era el mismo que el microbioma del sedimento circundante.

La diferencia parecía deberse principalmente a una sola bacteria, que los autores encontraron que existe en las raíces de los pastos marinos en las mayores cantidades durante el verano, cuando el nitrógeno es más escaso. Una vez obtenido, el nitrógeno de estas raíces parece extenderse rápidamente por toda la planta.

“Esta transferencia fue rápida, con hasta alrededor del 20 por ciento del nitrógeno recién fijado siendo asimilado en la biomasa de las hojas en 24 h”, afirman los autores. escribir.

A cambio, el equipo cree que la hierba marina probablemente proporciona azúcares a sus bacterias residentes, una relación simbiótica que previamente hemos pasado por alto y posiblemente antigua.

Se cree que los pastos marinos evolucionaron hace unos 100 millones de años a partir de plantas con flores que regresaron al mar.

Durante esta transición, los autores sospechan que los microbiomas de raíces especiales ya establecidos para la fijación de nitrógeno en la tierra probablemente fueron reemplazados por una versión marina.

“Copiaron virtualmente el sistema que tuvo mucho éxito en tierra y luego, para sobrevivir en el agua de mar pobre en nutrientes, adquirieron un simbionte marino”, dijo Mohr. conjeturas.

Dónde C. neptuna en realidad vino es otra cuestión. Sus características genéticas sugieren que sus antepasados ​​vivieron en el entorno costero, donde probablemente se asoció con algas marinas, que no tienen raíces.

El pariente más cercano vivo hoy, por otro lado, proviene de las raíces de los pastos de marisma y los pastos marinos tropicales, donde la bacteria probablemente forma una relación simbiótica similar a la de las algas (aunque esto aún no se ha confirmado).

“Al igual que [nitrogen]-La fijación de microorganismos podría haber ayudado a la colonización de suelos pobres en nitrógeno por las primeras plantas terrestres “, afirman los autores. escribir, “los antepasados ​​de C. neptuna y sus parientes probablemente permitieron que las plantas con flores invadieran hábitats marinos pobres en nitrógeno, donde formaron ecosistemas de carbono azul extremadamente eficientes “.

Los autores ahora planean estudiar las nuevas bacterias de la raíz en el laboratorio para ver cómo se produce la fijación de nitrógeno con más detalle. Mohr está emocionado de ver si otros sistemas de pastos marinos en todo el mundo se basan en relaciones similares.

Dado lo vitales que son los ecosistemas de pastos marinos en nuestra actual crisis climática, ya es hora de que sepamos cómo funcionan.

Especialmente dado estamos destruyendo praderas de pastos marinos en un par tasa más rápida que las selvas tropicales.

El estudio fue publicado en Naturaleza.

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