Despertando de la noche polar: la comunidad microbiana en el océano ártico

Abstract

Se muestreó la comunidad microbiana en Cambridge Bay, Canada, entre primeros de marzo y finales de junio. Se construyeron metagenomas con muestras de tres tamaños (200-20 μm, 20-3 μm y 3-0,2 μm), bajo el hielo y a 40 m. Analizando los fragmentos correspondientes al rDNA 16S pudimos seguir la composición de la comunidad planctónica desde el invierno tardío (bajo el hielo), pasando por la época de fusión del hielo y hasta la proliferación algal de verano (en aguas libres de hielo). La comunidad invernal estaba dominada por alfa y gama Proteobacteria y Thaumarchaeota. En verano, disminuyeron las Taumarchaeota y las alfaProteobacteria. En cambio, las Flavobacterias aumentaron desde un 12 a un 25% del total. Entre estas, los miembros del género Polaribacter pasaron a ser dominantes (70% de todas las secuencias de Flavobacterias). Después del ensamblaje y anotación de los metagenomas, se pudieron detectar más de dos millones de genes, la mayoría con asignación taxonómica fiable. También se pudieron reconstruir unos 600 genomas de bacterias y arqueas (MAGs). De este modo pudimos identificar los taxones responsables de los cambios temporales en la comunidad. En particular seguimos las abundancias e identidades de tres tipos de genes: la proteorodopsina, los enzimas degradadores de polímeros y los involucrados en la adquisición de nutrientes.El caso de la proteorodopsina resultó intrigante. En una campaña anterior en la misma zona detectamos un pico en la expresión del gen coincidente con la rotura del hielo. Después el gen permaneció silencioso durante mayo y parte de junio, para volver a expresarse a mediados de junio. En el momento del pico de expresión la mayoría de las PR pertenecían a alfaProteobacterias seguidas de gamma Proteobacterias y Flavobacterias, mientras que en los meses siguientes disminuyeron las gamma Proteobacteria y aumentaron las Flavobacterias. De todos modos parece que la PR no juega ningún papel en el aumento de las Flavobacterias durante la primavera. De hecho, el MAG más abundante de Polaribacter reconstruido, no tenía el gen de la PR. Seguramente, el aumento de Flavobacterias se debe a la degradación de polisacáridos procedentes de las algas del hielo. Mientras que los productos de la proliferación de fitoplancton en junio serían explotados conjuntamente por Proteobacterias y Flavobacterias. Combinados con los estudios que realizamos en las campañas CASES (2003-2004) y CFL (2007-2008) en las que pudimos seguir la comunidad microbiana desde otoño hasta el verano siguiente, empezamos a tener un modelo del funcionamiento de estos microorganismos durante las épocas más desconocidas del año