Análisis del microbioma en el monitoreo de los ecosistemas arrecifales
Las comunidades de microorganismos son relevantes en el ciclaje de nutrientes y la salud de los ecosistemas de arrecifes coralinos, en los cuales podrían ser utilizados como una herramienta para el monitoreo de anomalías que puedan provocar daños en el sistema. No obstante, la capacidad de diagnóstico podía variar entre los distintos hábitats que constituyen el ecosisma coralino. Por ejemplo, las comunidades de microorganismos del agua podrían ser afectadas por la calidad del agua y las condiciones climáticas, mientras que el microbioma asociado a los corales, podría mostrar de manera adicional, información acerca del estado del organismo. De éste modo, los autores del trabajo se plantearon describir la diversidad taxonómica (por medio de la secuenciación masiva del gen 16S rRNA) de diversas comunidades bacterianas candidato, para seleccionar a aquella con la mejor capacidad para el monitoreo de la salud del ecosistema.
Las comunidades probadas incluyeron agua de mar, sedimento, tejido de esponjas, tejido y mucosa de coral, así como superficies de macroalgas de tres localidades de la Gran Barrera de Coral en Australia. La mayor diversidad de bacterias de las muestras analizadas se encontró en el sedimento y la menor en el tejido del coral. Adicionalmente, al analizar la diversidad beta por medio de un análisis de ordenamiento se observaron claras diferencias entre cada uno de los distintos hábitats analizados.
Debido a que se buscaban comunidades de microorganismos que fueran más o menos estables a lo largo del tiempo, se realizaron muestreos periódicos durante once meses en una de las localidades. En términos generales, se observó una mayor similitud dentro de los muestreos que entre los muestreos, lo que sugiere que la respuesta a las variaciones temporales es uniforme. Por otro lado, al analizar la similitud de las muestras en cada punto de muestreo, el agua de mar exhibió la mayor similitud en cada uno de los puntos del muestreo. Debido a la uniformidad temporal que presentan, los autores centraron su atención en las comunidades de agua como herramienta para el monitoreo, idea que se vió reforzada al probar que las variables ambientales explicaban el 56% de la variación composicional de dichas comunidades, respecto al 11% promedio que mostraron las comunidades asociadas a microorganismos.
Debido a que los microbiomas de agua marina presentaron uniformidad a lo largo del tiempo y sensibilidad a las variables ambientales, se evaluó la habilidad para inferir estados ambientales basados en las comunidades microbianas por medio de random forest. De éste modo, se encontraron 110 OTUs indicadores de temperaturas bajas, medias y altas. En los de temperaturas altas se encontraron posibles patógenos de coral como Vibrio, que podría explicar el porque pueden ocurrir enfermedades en los corales después del blanqueamiento que puede ocurrir como consecuencia del incremento de la temperatura del agua.
En conclusión, las rápidas respuestas que tienen lugar en las comunidades de microorganismos pueden convertirlos en una herramienta adecuada de rápida para el monitoreo de los ecosistemas arrecifales y como alternativa a otros métodos de exploración basados en medidas a mediano o largo plazo.
Referencia:
Glasl, B., Bourne, D. G., Frade, P. R., Thomas, T., Schaffelke, B., & Webster, N. S. (2019). Microbial indicators of environmental perturbations in coral reef ecosystems. Microbiome, 7(1), 1-13.
