27 de febrero, ejemplo de microbioma: Microbiome of the upper troposphere Species composition and prevalence effects of tropical storms and atmospheric implications.
DeLeon-Rodriguez, N., Lathem, T. L., Rodriguez-r, L. M., Barazesh, J. M., Anderson, B. E., Beyersdorf, A. J., Ziemba, L. D., et al. (2013). Microbiome of the upper troposphere Species composition and prevalence effects of tropical storms and atmospheric implications. PNAS, 1212089110–. doi:10.1073/pnas.1212089110
The composition and prevalence of microorganisms in the middle-to-upper troposphere (8-15 km altitude) and their role in aerosol-cloud-precipitation
Troposphere (Photo credit: AaverageJoe)
interactions represent important, unresolved questions for biological and atmospheric science. In particular, airborne microorganisms above the oceans remain essentially uncharacterized, as most work to date is restricted to samples taken near the Earth’s surface. Here we report on the microbiome of low- and high-altitude air masses sampled onboard the National Aeronautics and Space Administration DC-8 platform during the 2010 Genesis and Rapid Intensification Processes campaign in the Caribbean Sea. The samples were collected in cloudy and cloud-free air masses before, during, and after two major tropical hurricanes, Earl and Karl. Quantitative PCR and microscopy revealed that viable bacterial cells represented on average around 20% of the total particles in the 0.25- to 1-m diameter range and were at least an order of magnitude more abundant than fungal cells, suggesting that bacteria represent an important and underestimated fraction of micrometer-sized atmospheric aerosols. The samples from the two hurricanes were characterized by significantly different bacterial communities, revealing that hurricanes aerosolize a large amount of new cells. Nonetheless, 17 bacterial taxa, including taxa that are known to use C1-C4 carbon compounds present in the atmosphere, were found in all samples, indicating that these organisms possess traits that allow survival in the troposphere. The findings presented here suggest that the microbiome is a dynamic and underappreciated aspect of the upper troposphere with potentially important impacts on the hydrological cycle, clouds, and climate.
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En este articulo se describe el gran trabajo innovador de DeLeon-Rodriguez y colaboradores, donde analizaron las comunidades microbianas asociadas a la troposfera antes durante y después del paso de los huracanes Earl y Karl en el 2010. Si bien, el trabajo representó un enorme reto técnicamente difícil de lograr, consiguieron un diseño experimental muy novedoso en donde pudieron recolectar grandes volúmenes de aire bajo un sistema controlado para evitar la contaminación. Siendo de esta forma, el primer estudio cuyo objetivo fue caracterizar los microorganismos en la troposfera, utilizando el marcador filogenético por excelencia para identificar especies (SSU rRNA), determinar su abundancia, y origen. Además cuantificaron las células (bacteria y fungi) presentes en las muestras por medio de análisis de PCR cuantitativa (qPCR) del número de copias génicas de SSU-rRNA, y utilizaron este mismo gen para conocer la composición de la comunidad microbiana utilizando amplicones. Por otra parte, realizaron conteos celulares basados en microscopia , para obtener la concentración celular en las muestras, y la fracción de células viables. Lo anterior con el fin de determinar si los organismos podrían sobrevivir las condiciones adversas presentes en la troposfera: alta radiación, UV, desecación, y gran cantidad de oxidantes. Los resultados de microscopia sugieren que las células bacterianas constituyen una fracción substancial del total de las partículas en las masas de aire de la troposfera. En cuanto a la comunidad microbiana, encontraron un aumento significativo en la riqueza de especies después de los periodos de huracanes. Sin embargo, basados en la variedad de muestras analizadas, encontraron que la presencia de bacterias representaba una característica importante de la troposfera, y no era un efecto transiente de los cambios en las masas de aire. Por otra parte, encontraron que la gran mayoria de OTUS clasificados en todas las muestras pertenecen a los grupos Alpha y Betaproteobacteria, coincidiendo con reportes donde describen que algunas especies de estos grupos son eficientes en la formación de núcleos de condensación en gotas de agua y cristales de hielo, por lo que los autores sugieren un análisis de las especies potenciales in situ , para lograr entender la contribución de las comunidades microbianas en la formación de nubes y en el ciclo hidrológico, lo cual será sumamente interesante, y representaría sin duda alguna un reto integrar el integrar el conocimiento de las comunidades microbianas junto con su relación e influencia hacia los efectos atmosféricos.
Control de Lectura.
Ya hemos revisado que la estimación de la diversidad microbiana es abrumadora y que lo que conocemos es apenas una fracción de toda la diversidad que existe en los ecosistemas bacterianos.
Este trabajo es una caracterización de los microorganismos presentes en un hábitat poco estudiado: la troposfera. Son varias las razones por las que los organismo presentes aquí, tienen un papel importante en la formación de nubes y en la precipitación. Su concentración es comparable a las partículas no biológicas que funcionan como núcleos de hielo, promoviendo, además el congelamiento y muchas bacterias funcionan actúan como núcleos de condensación de nubes muy eficientes, así que su papel es crucial en la formación de precipitación.
A pesar de esta importancia, como se mencionó anteriormente, la microbiota de la troposfera permanece pobremente caracterizada tanto espacial como temporalmente.
Justamente lo que hace este artículo es aportar información en el sentido de caracterizar la composición de especies, la concentración de organismos y la dinámica de las comunidades en los océanos de la costa de California, en un lapso de 6 semanas de agosto a septiembre del 2010, un periodo que incluyó los huracanes Earl & Karl.
Para cuantificar la concentración de la biota, se llevaron a cabo técnicas tanto de microscopia como moleculares. Además de cuantificar el número de bacterias por qPCR de la subunidad corta del ribosoma, se cuantificaron también células fúngicas presentes en las muestras, con patrones de concentración más o menos similares a lo largo del tiempo. También se presentan los resultados del conteo por microscopia. Un hecho interesante es que en la época de los huracanes, la concentración celular es típicamente más alta, lo que sugiere que los huracanes nebulizan una gran cantidad de células y que estás permanecen viables, al menos por unos días.
Se describieron un total de 314 OTU´s, definidos con un nivel de 97% de identidad en la secuencia de los nucleótidos y la mayoría se clasificaron como alpha y betaproteobacterias. Además un conjunto de 17 OTU´s forman los taxa núcleo, es decir estuvieron presentes en todas las muestras, tanto en el espacio como en el tiempo.
En la figura 3 se ilustra como los organismos muestreados provienen de casi todos los hábitats del planeta. Toda esta información es importante para el modelaje de la dispersión de los microorganismos (por ejemplo patógenos) y para determinar que organismos tienen o no límites en su dispersión, así como para entender que la microbiota podría tener efectos importantes en los procesos de troposfera como la formación de nubes, el ciclo hidrológico y el clima en general.
Los microorganismos que habitan en el aire juegan un papel crucial en la formación de nubes y en la precipitación, esto se debe a que promueven el congelamiento heterogéneo mediante una proteína de membrana, lo que actúa como un centro de nucleación. Dada la falta de un estudio que evaluara la presencia de bacterias y hongos en la troposfera, particularmente a grandes altitudes este artículo se centró en evaluar la presencia de estos organismos en esta región. Se tomaron muestras durante 6 semanas en diferentes regiones e incluso durante dos huracanes.
Para realizar los estudios, los autores hiceron PCR cuantitativo y estudios de microscopia para evaluar qué organismos estaban presentes ahí y si estaban o no vivos. La PCR mostró que las bacterias representaban el 20% de las partículas totales en el rango de 0.25 a 1µm de diámetro y que estaban presentes en un orden de magnitud más respecto a los hongos y que ésta distribución era región-dependiente. Al evaluar qué especies estaban presentes se observó que la distribución era similar en todas las áreas pre-huracán, pero al evaluar los patrones en las regiones de huracán se apreció que este fenómeno meteorológico ocasiona que se aerosolicen muchos organismo nuevos.
Este artículo abre la puerta a un ecosistema que no había sido estudiado pero que es muy importante para los procesos biogeoloógicos, los resultados que se muestran sugieren que el microbioma presente en ésta región es muy dinámico y podría jugar un papel muy importante en el ciclo del agua, la formación de nubes y el clima.
En este articulo se secuenció una región conservada para identificar el microbioma de la estratosfera. Se utilizaron amplicones de RNA SSU en la plataforma de 454 y analizando los datos con el pipeline de QIIME. Encontraron que la comunidad es dinámica en relación a los eventos climáticos, aun que tiene habitantes constantes.
El genero Afipia y el genero Burkholderiales se encontraron ampliamente representados y parece que esto se debe a su capacidad para obtener carbono. Los resultados sugieren que los huracanes impactan la composición de la comunidad, esto por el número de especies nuevas que se encontraron durante cada uno. La comunidad de la troposfera parece ser menos abundante que lo que se ha observado en muestras colectadas sobre montañas o copos de nieve, lo cual significa que no todas las bacterias tienen la capacidad de sobrevivir en estos ambientes, sin embargo hay otras que si, lo cual claramente impacta el tema de la biogeografía bacteriana.
Parece que los organismos muestreados provienen de casi cada hábitat de la tierra, mientras que en las muestras del huracán las bacterias marinas son más abundantes, por lo que la microbiota de la atmosfera puede estar asociado a diferentes procesos climáticos. Por lo que el microbioma probablemente participa en la química de la atmosfera y los ciclos hídricos. Y las bacterias relacionadas con enfermedades humanas, no fueron sumamente abundantes.
Antecedentes
Los microorganismos del aire pueden tener un papel importante en la formación de nubes y precipitación; varias especies de bacterias funcionan como núcleos de condensación de nubes por su tamaño y la concentración a la que se encuentran. No se ha evaluado la participación de bacterias y hongos en estos procesos ni su distribución en la troposfera. Las comunidades microbianas troposféricas no están bien descritas por la dificultad asociada al muestreo y es necesario entender cómo los procesos atmosféricos que pueden aerosolizar o precipitar a las células afectan la composición y función de dichas comunidades.
Qué hicieron
Obtuvieron muestras en zonas 10km sobre el nivel del mar durante la campaña GRIP, incluyendo unas durante el tiempo de los huracanes Earl y Karl, antes y después de estos. Mediante técnicas microscópicas y moleculares cuantificaron la concentración tanto de hongos como de bacterias. Obtuvieron las secuencias de la SSU rRNA de las bacterias por pirosecuenciación 454 y analizaron los posibles hábitats de origen de las bacterias que tenían homología de secuencia en la base de datos GreenGenes.
Qué encontraron
Hay más concentración de bacterias que de hongos a grandes altitudes y la mayoría de las células bacterianas en las muestras (más del 80% del total de células) son grandes, 0.25 a 1 um de diámetro. Al medir la concentración de partículas encontraron que ésta disminuye conforma aumenta la altitud a la que fue tomada la muestra. De las secuencias obtuvieron 314 OTUs (de 99 a 299 OTUs por muestra) y en cuanto a la diversidad encontraron que las comunidades troposféricas son menos complejas que las de otros hábitats, esencialmente compuestas por alfa y beta proteobacterias. Las muestras tomadas después de los huracanes eran significativamente diferentes a las que se tomaron antes, lo que sugiere un impacto importante de estos sobre las comunidades troposféricas. Un grupo de 17 OTUs estuvieron presentes en todas las muestras, lo que indica que esos organismos con componentes compartidos del microbioma de la troposfera. En cuanto a los posibles hábitats originales encontraron que las bacterias provienen de la mayoría de los hábitats de a tierra pero las de las muestras de los huracanes vienen de ambientes marinos y sólo en éstas hay bacterias asociadas al humano.
Qué concluyen
Las células bacterianas son un componente importante de las partículas grandes de las masas aéreas de la troposfera. Las 17 OTUs compartidas implican que existen organismos capaces de llevar a cabo procesos para soportar UV y grandes cantidades de oxidantes, lo cual les ha permitido sobrevivir y formar el core del microbioma troposférico. Las células bacterianas pueden ser más importantes en la formación de nubes y precipitación de lo que se pensaba.
El objetivo de este trabajo consistía en caracterizar la microbiota en muestras de aires tomadas en la tropósfer a (bacterias y hongos)de forma cultivo independiente, utilizando la amplificación de SSU rRNA como marcador para identificar OTUs (y grupos taxonómicos para identificar especies y apreciar diferencias en la abundancia) y qPCR y microscopía para cuantificar la cantidad de células presentes. Esto también con el fin de profundizar en el entendimiento de la contribución de esta microbiota en la nucleación de las nubes y por ende en la precipitación (el ciclo hídrico).
Aunque tengo mis dudas sobre la calidad y qué tan representativo es el muestreo, ciertamente es una buena aproximación para comenzar a entender mejor la relevancia de la presencia de los grupos microbianos detectados en la atmósfera y puede servir de base para futuras comparaciones con nuevos estudios. Particularmente para determinar la frecuencia de la detección de estos mismos grupos microbianos.
Dentro del desarrollo y descrición de su trabajo resulta muy importante e interesante que realizaran un estudio retrospectivo del movimiento de las corrientes de aire, sin embargo, no dan registro de temperaturas que podría estar afectando el volumen real de aire muestreado y en parte la dinámica de movilidad de las partículas (y microorganismos) en el espacio aereo explorado. En cuanto a la presencia sustancial de bacterias a partir de las consideraciones hechas por tamaño de partícula, no estoy tan segura de la viabilidad de la contundencia pues desconozco qué tipo de partículas o qué tan frecuentes sean en ese ambiente. Igualmente, su análisis microscópico a este respeco también parece tener sus limitantes al igual que el análisis a partir del qPCR. Eso y lo que se puede considerar un bajo número de células obtenidas (5 100 células/metro cúbico) que también limito la extracción de DNA y hasta cierto punto pudo haber tenido repercuciones en la calidad de los amplicones de SSU obtenidos para el análisis comparativo en el GreenGene.
Ciertamente se logra el objetivo de caracterizar la microbiota presente en estas muestras de aire y el apreciar el impacto que tiene en la complejidad de la comunidad y diversidad la dinámica atmosférica (como los huracanes), que valdría la pena analizar otros fenómenos meteorológicos para una mejor caracterización. Y en parte se puede empezar a inferir la contribución que tienen en la nucleación de las nubes al haber detectado bacterias que se ha visto con anterioridad que pueden hacer esto. Sin embargo, es debido profundizar más en el estudio de este ambiente para corroborar la persistencia de estas especies.
Control de lectura 20
Microbiome of the upper troposphere: Species composition and prevalence, effects of tropical storms, and atmospheric implications DeLeon-Rodriguez, N., Lathem, T. L., Rodriguez-r, L. M., Barazesh, J. M., Anderson, B. E., Beyersdorf, A. J., Ziemba, L. D., et al. (2013). Microbiome of the upper troposphere Species composition and prevalence effects of tropical storms and atmospheric implications. PNAS, 1212089110–. doi:10.1073/pnas.1212089110
en este artículo se empleó un estudio con enfoque en qPCR para determinar la composición de la comunidad bacteriana de la media y alta tropósfera, antes y después de dos huracanes. Se evaluó las implicaciones de ciertos grupos de bacterias como nucleos iniciadores de hielo y nubes y su efecto en el cíclo hidrológico. Como cambia la composición de la comunidad antes y después del paso del fenómenos meteorológico y la relación que la composición de la comunidad post-disturbio mantiene con organismos que viven cerca de la superficie terrestre y marina. Es impresionante (al menos para mi) este tipo de estudios ya que la metodología para la optención de las muestras no es cosa fácil, pero al final vale la pena porque tenemos una mayor comprensión de cómo se comportan las comunidades de microorganismos a grandes altitudes.
La ubicuidad de los microorganismos ha sido demostrada a través de diversos análisis; sin embargo, aún falta mucho por hacer para conocer sus verdaderos alcances y su diversidad que existe en nuestro planeta. Uno de los hábitats que han sido poco explorados, en cuanto a diversidad microbiana se refiere es la atmósfera. Análisis previos han demostrado su presencia y han tratado de identificar a los microorganismos que viven inmersos en ella, con lo cual se ha observado que algunos de ellos tienen capacidades específicas que se relacionan a su dinámica funcional y que son utilizadas para su interacción con otros organismos. Sin embargo, debido a la gran extensión que abarca y ala variablidad de las condiciones ambientales ha sido complicado establecer una perspectiva general sobre su diversidad microbiana por el efecto que pueden tener en su distribución. En este trabajo realizaron un muestreo exhaustivo para identificar la diversidad microbiana en la troposféra utilizando la metagenómica como herramienta para observar su variación ligada a eventos naturales como los huracanes.
A pesar del esfuerzo de muestreo realizado, no fue suficiente para establecer la composición de especies que la habitan; sin embargo, obtuvieron datos importantes que explican un poco la dinámica que siguen en dicho hábitat. Algo sobresaliente fue la dominancia que tienen las bacterias sobre los hongos que la habitan, en dos órdenes de magnitud, mientras más elevadas fueron las muestras. Estos datos fueron analizado de forma simultánea con PCR-cuantivo y con análisis de microscopía, con lo cual se observó que los microorganismos eran viables y que tenian la capacidad de tolerar las condiciones adversas que pudieran estar presentes. En cuanto a su composición, utilizaron la región SSU ribosomal para determinar el número e identidad de los OTU’s presentes. Con lo cual se dieron cuenta de la variación en su composición por efecto de la formación de huracanes; observándose mayor diversidad después de dichos eventos. Así también se observó la dominancia de un grupo filogenético bajo condiciones naturales, la cual cambia después de dicho evento “catastrófico”. Esto último es particularmente raro, dado que las condiciones presentes en la atmósfera no permitirían un crecimiento continuo para que alcanzaran dicha abundancia.
Por otro lado, algo muy interesante fue la presencia de forma permanente de un grupos de microorganismos antes y después de dichos eventos, los cuales podrían tener caracteres funcionales que les permiten vivir bajo estas condiciones heterogéneas. Con un análisis muy minucioso establecieron el origen de los taxas identificados, observando que provenian de casí todos los tipos de ecosistemas presentes en la Tierra y que los microorganismos dominantes después de los huracanes provenian de un ambiente marino, principalmente, y que estaban presentes bacterias asociadas a enfermedades en humanos; sin embargo, no pudo establecerse su patogenicidad.
A pesar de su aportación realizada, aún faltan muchos puntos metodológicos por superar; sin emabargo, el uso de este tipo de técnicas que son idependientes a los cultivos proporcionan una visión general de la diversidad microbiana presente en la atmósfera y de los procesos en los que está involucrada. Esto puede ser de gran utilidad para la generación de modelos que podrían predecir eventos asociados a microorganismos patógenos y, sobresaltar su importancia en la precipitación pluvial y en la formación de las nubes.
El trabajo de estos autores es bastante interesante pues analizan la composición de bacterias en la tropósfera utilizando un avión experimental y métodos moleculares de secuenciación masiva (pirosecuenciación). El objetivo fue caracterizar los microorganismos y evaluar su concentración e incluso ver si algunas de estas células eran viables. Me pareció interesante saber que la concentración de bacterias en relación con las partículas no vivas en la mezcla de aire va aumentando conforme aumenta la altitud, de modo que las bacterias son un componente importante de la tropósfera. Compararon los efectos de las nubes y en particular de los huracanes en esta composición de lo que deriva que es probable que tengan una influencia relevante para la atmósfera, en su análisis lo que queda claro es que una masa de aire se lleva a las bacterias y pueden sobrevivir ahí arriba diversos grupo de bacterias particulares. La composición microbiana es diferente (cambia) cuando se analizan las muestras donde no hubo nubes con las de los diferentes huracanes. El muestreo trató de abarcar diferentes lugares desde el Golfo de México, California, el mar Caribe. Creo que haría falta hacer estudios más finos para saber cómo es la dinámica de las comunidades en la tropósfera pero es interesante la aproximación y nos habla de que a grandes altitudes las bacterias pueden viajar grandes distancias. Determinar si viven ahí es otro asunto que requiere mayor investigación, y más aún su posible función como formadoras de nubes y hielo (el impacto climático y atmosférico, bioquímico e hidrológico que puedan tener), sin embargo nos muestra una vez más que las bacterias pueden permanecer o habitar nichos ecológicos muy diversos que abarcan prácticamente todo el planeta (u otros más quizá).
La gran mayoría de los trabajos metagenómicos realizados hasta hoy en día se encuentran enfocados a muestras cercanas a la superficie terrestre, por lo cual una parte el valor de este trabajo radica en haberse enfocado a estudiar la diversidad de microorganismos en la troposfera así como el cambio en su composición a lo largo del tiempo por la presencia de dos huracanes, esto con la finalidad de entender el papel de los microbios en la atmosfera.
Una vez con las muestras correspondientes al periodo anterior, durante y posterior al paso de los huracanes, se cuantificó la concentración de células bacterianas y de hongos mediante el gen SSU rRNA, encontrándose una concentración de 5.1×103 celulas/m3 para bacterias y de 6.8×102 celulas/m3 para hongos.
En lo que respecta a las bacterias se encontraron aproximadamente 45,000 secuencias de SSU rRNA comprendidas en 314 OTUs, adicionalmente se encontró que muestras tomadas en tiempo y espacio similares presentaban patrones similares de composición. De la totalidad de OTUs, 17 se encontraron presentes entre todas las muestras lo cual sugiere que estos organismos, llamados por los autores ‘miembros core del microbioma de la troposfera media y alta’, presentan características que les permiten sobrevivir por largos periodos a grandes altitudes. Otra observación interesantes es que después de asignar una categoría taxonómica a las secuencias obtenidas, se mapeó el hábitat habitual de estos organimos, siendo en buena parte bacterias asociadas a poblaciones humanas, lo cual fue consistente con la trayectoria que siguieron los huracanes.
Lo que este artículo nos presenta es la abundancia de microorganismos en un hábitat que comúnmente pasa desapercibido como es la troposfera media, por lo cual es importante considerar no solo los sitios tradicionales de estudio. Adicionalmente pudimos observar la importancia en este caso de un evento atmosférico en lo que es la dispersión de los microorganismos, pues si bien se encontraron especies permanentes a lo largo del tiempo, aquellas pasajeras tuvieron mediante el paso de un huracán la posibilidad de dispersarse.
Microbiome of the upper troposphere: Species composition and prevalence, effects of tropical storms, and atmospheric implications.
Es un artículo bastante peculiar, debido a que toman a las bacterias de nucleación de hielo, como potenciales participantes dentro de los ciclos hidrológicos, condensación de las nubes y la precipitación, actuando como partículas de IN (siglas en inglés, Ice nuclei), que son más abundantes en la atmosfera actuando a temperaturas altas. También me llama la atención el incapie que hace, a la falta de conocimiento que se tiene en esta región de la tierra en cuanto a la composición de comunidades de microorganismos (bacterias y hongos). El estudio se realiza en un periodo de 6 semanas, entre agosto- septiembre del 2010, gracias a los vuelos realizados por la administración nacional aeronáutica y del espacio, así como GRIP en la costa de california. Las muestras fueron tomadas como masas de aires, en nubes y sin ellas. También en la temporada del huracán Earl y Karl (días antes de su llegada), durante su paso, y al final. Saco el promedio de la biomasa por qPCR, y microscopia, se caracterizó la comunidad por SSU rRNA usando pirosecuencias, distancia métrica por unifrac para correlacionar los cambios en la comunidad a través de las diferencias ambientales. De primera vista sus graficas de conteo de células por muestra, parecía haber mayor cantidad de células de hongos que de bacterias pero fue justamente lo contrario. En el artículo de Santa María et al mencionan que los hongos generan más SSUrRNA por una muestra pequeña que las bacterias. Aquí exponen lo mismo y encuentran que es probable que la densidad sea por le menos el doble de bacterias que de hongos. Su caracterización de la comunidad, resulta en ser menos complejas, que las de muchos hábitats del planeta, Afipia sp, domina el 50 % de la comunidad, sin embargo esto fue registrado antes de la entrada del huracán Earl, al finalizar su paso hubo una fluctuación en su abundancia disminuyendo dramáticamente. Siendo remplazados por Burkholderiales. Por otro lado la llegada de los vientos del huracán, trae nuevas cepas a las comunidades ( de la mayoría de los hábitats, terrestres, aguas continentales, aguas marinas, y de heces ) lo que ocasiona a parte de los cambios físicos, una dinámica dentro de la comunidad. Sin embargo, muestras de la misma región geográfica tienden a mostrar una composición similar de la comunidad. También la presencia de 17 OTUs en todas las muestras, es probable que estas cepas tengan carcteristicas tanto metabólicas como fisiológicas que les permitan sobrevivir largos periodos en la atmosfera, resistencia a los UV, a altas concentraciones de oxidantes, disecación. El 85 % está representado por especies acuáticas, probablemente las de origen marino sean más abundantes debido a que sean más eficientes en Condensación núcleo de las nubes. Indicando que no todas las células microbianas pueden aparentemente alcanzar o sobrevivir a altas altitudes, como un estudio que mencionan, se realizó en las montañas de Colorado, en el aire no había presencia de bacterias. Aún queda muchas cosas por experimentar en este tipo de hábitats aéreos, este trabajo abrió el camino a muchas dudas del comportamiento de las células bacterias, y posibles respuestas que quedan por generar. Pero es un aporte más de que los procariontes tienen una increíble plasticidad de adaptarse y aún hay mucho de lo que se desconoce.
Este artículo es sobre el estudio realizado en muestras de aire colectadas antes, durante y después de 2 huracanes. Los estudios realizados incluyen la cuantificación mediante microscopía de los microorganismos presentes y secuenciación del metagenoma. Los resultados indican que aproximadamente un 20% de las partículas encontradas en las muestras de aire corresponden a microorganismos, lo cual podría indicar que los microorganismos juegan un papel mucho más importante del que se pensaba en los ciclos hidrológicos ya que sirven como centros de nucleación de hielo y en la formación de nubes. Dentro de los microorganismos identificados resalta Afipia sp, este grupo es el que se encontró en mayor proporción y que normalmente se encuentra en ambientes marinos.
Algunas preguntas que me surgen después de leer este artículo son:
• ¿Cuál es la contribución de los microorganismos arrastrados por el viento tierra adentro?
• ¿Cómo afecta el cambio climático a dichos microorganismos y/o qué papel juegan en este?
• ¿Qué pasa con los patógenos incluyendo bacterias y virus? ¿Esta es una vía importante de para su propagación?
¿Qué tan lejos puede llegar un organismo procarionte por dispersión? Este artículo trata de resolver esta pregunta con un análisis metagenómico de bacterias y otros organismos como hongos, de muestras de aire bajo condiciones normales y de viento de huracanes. Por su tamaño, esperaríamos con una probabilidad razonable que un evento que mueve el aire con alta energía podría volatilizar especies que se encuentran en el suelo o en el agua. Resolver esta pregunta me parece importante porque, si las especies tienen el potencial de llegar a todos lados, la composición de la comunidad de microorganismos dependería mucho más de procesos locales que impiden su colonización, como interacciones. Además de los organismos que se volatilizan, también es relevante saber si puede haber una comunidad de bacterias más permanente en las capas superiores de la atmósfera, pues como dice el artículo, estas pueden afectar procesos como la formación de nubes, por lo cual su presencia es importante, y en mi opinión sugiere estrategias de ingeniería del clima. La figura 1 muestra que hay más células fungales que bacterianas. Se encontraron alrededor de 200 OTU´s por muestra, y las células mostraban una viabilidad del 60 al 100% lo que indica que este ambiente es de hecho diverso y activo. Los autores también hicieron comparaciones de aire de dos huracanes, puesto que estos fenómenos pueden probablemente mover grandes masas de aire, agua y partículas de diferentes sitios, así que veo la lógica de comparar su composición: si son iguales, querría decir que realmente hay una gran mezcla , si no, esto quiere decir que cada uno habría removido o afectado de tal forma que las especies se mezclan mucho, pero que la zona del arrastre por la energía del huracán incide en lo que este lleva, con lo cual la composición sería más específica. La figura 2 y la figura 3 muestran los resultados de la composición de las muestras provenientes de diferentes sitios. El aire de huracanes resulta ser diferente del aire “normal”, teniendo una sobreabundancia de bacterias marinas y elementos de arrastre, como bacterias de Escherichia. En base a los análisis la conclusión es que la mayoría de las células tienen de hecho una residencia permanente en las capas superiores de la atmósfera y no son sólo visitantes pasajeros.
A diferencia del artículo de Planococcus, en este nos hablan del análisis del metagenoma de la troposfera, a manera de comparación entre los papers, en este se quiere saber que organismos habitan en dicho ecosistema, de manera que los análisis que se realizan son básicamente del rRNA (la subunidad más pequeña 16S y 18S, según sea el caso), para determinar la composición del ecosistema, y a diferencia del otro artículo, en éste hacen la comparación entre los organismos que se encuentran en la troposfera en 2 condiciones de perturbación (en este caso huracanes) y evalúan la diferencia en la composición de las especies.
Con esto, se puede observar las aproximaciones totalmente diferentes a las preguntas sobre los genomas, esto es, cuando tenemos genomas individuales las preguntas a contestarnos son con base en el organismo que trabajamos, tratar de definir con mucha más precisión su biología, en el caso de los metagenomas, las preguntas comienzan de un punto más general, saber las composiciones, con esto no quiero decir que el estudio de los metagenomas sea algo general, por el contrario, a partir de lo que se obtiene con una visión general, se puede profundizar en el análisis de éstos.
Hola!
Tengo datos de corales enfermos y sanos de coral del parque arrecifal veracruzano en el Golfo de México. No los he podido analizar porque no he podido instalar Qiime y sus librerías en mi computadora. Alguien sabe quien en Mexico pudiera ayudarme a analizar mis datos o a instalar Qiime…
Gracias
Donde estás Liz? Qué tipo de datos son los que tienes? El Qiime requiere un poco de paciencia para instalarlo… pero hay otras opciones como mothur…
Hola Liz,
Qué tipo de datos tienes?
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