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Understanding the drivers of the genetic and functional structure of deep-sea sponge symbiont communities

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Las esponjas del fondo marino desvelan secretos evolutivos

La información nueva sobre la relación entre las esponjas del fondo marino y comunidades microbianas podría decirnos mucho más sobre la evolución, las condiciones de vida extremas e incluso sobre cambios en el entorno marino.

Alimentos y recursos naturales

Las esponjas son unos animales antiguos y fascinantes que pueden encontrarse en arrecifes, suelos marinos y ríos y lagos de todo el mundo. Están entre los grupos de animales más primitivos vivos a día de hoy y puede que sean algunos de los primeros animales que aparecieron en la Tierra. Constituyen la mitad de la masa de un arrecife y tienen formas, colores y tamaños variados, habiéndose identificado más de nueve mil especies hasta la fecha. «Las esponjas son especies de importancia vital en los entornos marinos», explica la coordinadora del proyecto DeepSym, Ana Riesgo, investigadora principal en el Museo de Historia Natural (el Reino Unido). «Desempeñan un papel esencial en el mantenimiento de la salud del océano». Una función clave que realizan las esponjas es la transformación en biomasa de nutrientes en suspensión en el agua, gracias a sus grandes capacidades de alimentación por filtración. Esta es la forma en que estos animales crean sus cuerpos en forma de esponja, cuyo tamaño puede ir de unos pocos centímetros a superar los dos metros de altura. «Esto proporciona cobijo para que otros animales vivan, se escondan de los depredadores y se reproduzcan, con lo que se aumenta la biodiversidad», señala Riesgo.

Relaciones simbióticas

El proyecto DeepSym, emprendido con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se puso en marcha con el objetivo de observar más de cerca estos animales, a menudo pasados por alto. En concreto, en el proyecto, se buscó comprender mejor la importancia de la relación simbiótica entre las esponjas y las comunidades microbianas en el agua. «Las esponjas dependen de las comunidades microbianas para su nutrición, salud y defensa química», explica la beneficiaria de una beca individual de investigación Marie Skłodowska-Curie Cristina Díez, del Museo de Historia Natural. «Para mantener un conjunto específico de microbios, las esponjas filtran y seleccionan simbiontes microbianos del agua marina circundante gracias a un sistema inmunitario muy preciso». Se sabe que este microbioma de las esponjas es específico para cada especie, lo que significa que cada miembro de una especie de esponjas concreta comparte una comunidad microbiana similar independientemente de su ubicación geográfica. En contraposición, dos esponjas de especies diferentes que vivan en la misma zona presentarán microbiomas muy diferentes entre sí.

La vida en el fondo del mar

El objetivo del proyecto DeepSym era aprender más sobre las diversas características del microbioma de las esponjas. Para ello, Díez se centró en la composición microbiana y la funcionalidad metabólica de las esponjas del fondo marino. «Lo que descubrimos es que nuestras esponjas objetivo albergaban un microbioma muy similar y funcionaban de maneras muy parecidas», comenta Diez. «Esta situación no estaba prevista, pues, si miramos las esponjas de las aguas poco profundas, incluso las especies muy cercanas entre sí muestran microbiomas sumamente dispares». Díez cree que, en el caso de las esponjas del fondo marino, lo más probable es que la similitud extrema en cuanto a la composición y la función del microbioma sea una adaptación a la vida en el fondo del mar. «En general, nuestros resultados señalan a una necesidad fisiológica muy específica», añade. «Vivir en hábitats extremos ha conducido a la evolución de un microbioma consistente y muy preciso que proporciona ventajas ecológicas a las esponjas». Con su labor, el proyecto DeepSym ha arrojado luz sobre la forma en que los cambios en el microbioma siguen a la evolución de la esponja hospedadora. El análisis de estos cambios podría ayudar a los científicos a identificar alteraciones en el entorno marino, así como el ecosistema marino que las esponjas ayudan a mantener. Además, el hecho de que los microbios del fondo del mar realicen unas funciones inesperadamente similares en especies de esponjas con microbiomas diferentes sugiere que los simbiontes también han aprendido a adaptarse a los entornos extremos de las profundidades marinas. «Se seguirán obteniendo resultados con especies de esponjas situadas en otras ubicaciones», concluye Díez.

Palabras clave

DeepSym, esponjas, microbioma, microbiano, océano, marino, biodiversidad, ecosistema, simbiontes

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