Los microorganismos marinos impiden que los gases de efecto invernadero lleguen a la atmósfera
El metano (CH4) es un potente gas de efecto invernadero, sin embargo la cantidad de metano emitida a la atmósfera desde los ecosistemas está limitada por algunos tipos de microorganismos. Estos microorganismos, conocidos como metanotrofos, oxidan el CH4 para obtener energía y una fuente de carbono para su metabolismo. Aunque la oxidación de metano puede ser aerobia o anaerobia, se sabe muy poco sobre los metanotrofos anaerobios. La oxidación anaerobia del metano por microorganismos conocidos como arqueas acoplada con la reducción de sulfato (SO42-) por bacterias evita que el CH4 sea liberado a la atmósfera desde los ecosistemas marinos. Debido a la importancia de este fenómeno, el proyecto SUREANMETOX (Sulphate reduction dependent anaerobic methane oxidation in novel membrane and electrochemical bioreactors) estudió los microorganismos responsables de este proceso y sus rutas metabólicas. Los investigadores desarrollaron dos reactores diferentes para el enriquecimiento de microorganismos que realizan la AOM. En el primer reactor se empleó una membrana externa para permitir la retención eficaz de biomasa, mientras que en el segundo reactor se empleó un lecho fijo de goteo para garantizar la retención. Tanto en el biorreactor de membrana (MBR) como en el reactor de lecho fijo (PBR) se midió la reducción de sulfato y la producción de sulfuro. Los investigadores emplearon sedimentos del volcán de fango Ginsburg en el golfo de Cádiz como inóculo anaerobio para el reactor MBR. Mediante la secuenciación Illumina de alta resolución de genes 16SARN, se descubrió que los niveles de metanotrofos anaerobios (ANME) de tipo arquea eran muy bajos incluso después de que el reactor funcionara durante trecientos sesenta días. Se observaron resultados similares para el reactor PBR. Debido a las dificultades logísticas relacionadas con la obtención de sedimentos marinos profundos con alta actividad de AOM, los investigadores también analizaron el uso de sedimentos recolectados en el lago Grevelingen, un lago marino de los Países Bajos que anteriormente formaba parte del estuario del Rin Mosa. En este lago, altas tasas de deposición y de degradación de materia orgánica han dado lugar a sedimentos anóxicos ricos en metano, que combinados con el sulfato del agua de mar hacen del lago un nicho potencial para la AOM. En este sentido, los investigadores descubrieron indicios de actividad AOM a profundidades comprendidas entre cinco y quince centímetros en los sedimentos. Es más, estos detectaron la presencia ANME y arqueas gracias a la secuenciación del gen 16SARN y al empleo de análisis de hibridación fluorescente in situ (FISH). Las actividades de SUREANMETOX revelaron por primera vez indicios de actividad de microorganismos que realizan la AOM en sedimentos del lago Grevelingen. Además, los reactores MBR y PBR permitieron a los investigadores del proyecto obtener cultivos enriquecidos que ayudarán a identificar los principales actores implicados en el ciclo global del CH4.
Palabras clave
Oxidación anaerobia, metano, metanotrofos, arqueas, sulfato, bacteria, SUREANMETOX, biorreactor de membrana, reactor de lecho fijo, 16SARN, lago Grevelingen, hibridación fluorescente in situ
