Un nuevo estudio desvela la relación entre bacterias y el mercurio oceánico

La investigación confirma que las bacterias heterótrofas que contienen genes de degradación del mercurio están ampliamente distribuidas en el océano abierto, influyendo en el ciclo biogeoquímico del mercurio


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Un equipo liderado por el Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ha desvelado la distribución y capacidad de las bacterias heterótrofas de degradar el mercurio oceánico. Los detalles de la investigación se recogen en un artículo publicado recientemente en la revista Environmental Science and Technology.

"Hasta ahora teníamos un conocimiento fragmentado de la diversidad de microorganismos implicados en la degradación del mercurio, así como de su presencia y capacidad de detoxificación, lo que nos impedía descifrar su papel en el ciclo biogeoquímico del mercurio en el océano”, explica la investigadora del ICM-CSIC y una de las autoras principales del estudio Silvia G. Acinas, que asegura que los datos proporcionados por el nuevo trabajo son clave para ahondar en esta línea de investigación.

Asimismo, Acinas destaca que, hasta la fecha, muy pocos estudios se habían centrado en la detección de genes de degradación del mercurio en el océano abarcando distintas regiones oceanográficas y profundidades, incluyendo el océano batipelágico (~4000 m de profundidad).

 

Metilmercurio, la forma de mercurio más peligrosa

En 2013, más de 130 países firmaron el Convenio de Minamata, un tratado mundial para proteger la salud humana y el medio ambiente de los efectos nocivos del mercurio. A pesar de la gran preocupación mundial por el mercurio y, en particular, por su forma química orgánica, el monometilmercurio (MeHg), considerada una de las diez sustancias químicas más peligrosas para la salud pública, se sabe poco sobre la forma en la que se degrada el MeHg en el océano.

Por ello, el equipo investigador decidió centrarse en los procesos de degradación de esta sustancia química, para lo cual analizó una gran colección de cultivos de más de 2.000 bacterias procedentes de expediciones de circunnavegación mundial como Tara Oceans y Malaspina. Asimismo, analizaron muestras de estudios locales para cubrir distintas regiones oceanográficas y profundidades.

En este sentido, Isabel Sanz Sáez (ICM-CSIC), primera autora del estudio, señala que "el uso de técnicas de cultivo tradicionales junto con enfoques ómicos y bioinformáticos modernos nos ha permitido obtener una visión más completa de la distribución de los genes encargados de la degradación del mercurio, así como de las capacidades de degradación (presencia de genes, tolerancia y potencial de degradación) de las bacterias heterótrofas que pueden cultivarse en el laboratorio. En concreto, la combinación de estos enfoques nos ha permitido advertir que los genes de degradación del mercurio están muy extendidos en el océano, que es algo que desconocíamos”.

Gracias a estos análisis, el equipo investigador pudo ver, además, que estas bacterias están activas y no en estado latente o “dormidas”, lo que implica que son capaces de degradar el mercurio. "Describir esta actividad metabólica, especialmente en aguas profundas del océano, tiene importantes implicaciones en el ciclo biogeoquímico del Hg, ya que aporta información sobre las razones por las que se incrementan los niveles de metilmercurio y, en última instancia, puede ayudar a comprender mejor las cadenas tróficas marinas y cómo afecta el mercurio a los diferentes niveles de la cadena y la salud humana", afirma la investigadora Andrea G. Bravo (ICM-CSIC), también coautora del estudio.

 

El papel de las bacterias marinas heterótrofas

Muchos de los microorganismos descritos en este estudio muestran una gran tolerancia a las formas tóxicas del mercurio, ya que pueden tolerar concentraciones muy superiores a las que se encuentran de forma natural en el océano. De todos ellos, destaca la especie Alteromonas mediterranea, que presenta la mayor tolerancia y es capaz de degradar el MeHg en 24 horas, un periodo de tiempo muy corto.

A este respecto, Olga Sánchez, investigadora del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB y coautora del estudio, apunta que "esta es la primera vez que se estudia la tolerancia de las especies Alteromonas y Marinobacter al metilmercurio”, y añade que “el trabajo sienta las bases para diseñar estudios de biorremediación en los que se puedan utilizar bacterias para la degradación en ecosistemas contaminados por mercurio, como es el caso de los sedimentos marinos contaminados".

Por último, las autoras y autores del trabajo coinciden en que las investigaciones futuras deberían centrarse en describir la abundancia y actividad de los genes de degradación del mercurio en áreas menos exploradas como las regiones polares con el objetivo de desvelar los factores ambientales que promueven una mayor dispersión de estos genes en los ecosistemas marinos.

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