La diversidad genética de las diatomeas costeras al rescate cuando el medio acuático cambia abruptamente

Una mina de cobre cerrada en la costa del Mar Báltico al sur de Västervik ha ayudado a los investigadores a estudiar la capacidad de supervivencia de las diatomeas costeras cuando cambian las condiciones ambientales.

Una tesis de la Universidad de Gotemburgo muestra que las especies de diatomeas sobrevivieron a las descargas de cobre en el mar debido a su gran diversidad genética.

Al retener y retener cepas con una amplia diversidad genética durante generaciones, las especies pueden adaptarse a los rápidos cambios ambientales sin darse por vencidas. Como es el caso de la especie de diatomeas estudiada Skeletonema marinoi, que sobrevivió en aguas interiores junto a la mina Solstad de Suecia durante 400 años de operaciones mineras intermitentes allí. La contaminación por cobre en el agua condujo al desarrollo de una elevada tolerancia al cobre en las especies de diatomeas.

dice Bjorn Andersson, biólogo evolutivo de la Universidad de Gotemburgo y autor de la carta.

Activación de genes según sea necesario

El contenido de cobre de la entrada al Mar Báltico en la desembocadura de la mina Solstad ha variado mucho debido a que durante largos períodos de tiempo en los últimos siglos las operaciones mineras se detuvieron y luego se reanudaron nuevamente. Los años de operación de la mina están documentados y pueden compararse con diatomeas bien conservadas en sedimentos de fondo anóxico en la entrada fuera de la mina. El análisis muestra que los genes de las diatomeas para la tolerancia al cobre se activan en la medida necesaria para la supervivencia. Pero, ¿cómo pueden las diatomeas microscópicas tener tantos rasgos en su ADN que puedan manejar todos estos cambios repentinos en el medio ambiente?

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«Esta gran diversidad genética no se encuentra en todos los individuos, sino en la población en su conjunto. Diferentes individuos de diatomeas tienen diferentes tolerancias al cobre, lo que significa que algunos se verán más favorecidos en diferentes momentos», dice Anderson.

Las diatomeas que se encuentran en los sedimentos inferiores en la entrada de la boca de la mina Solstad han conservado características que actualmente no se necesitan para uso futuro. El caparazón duro de las diatomeas protege a este tipo del rápido deterioro para que estos organismos puedan sobrevivir durante años. Cada año se seleccionan los individuos más competitivos y que más aportan al sedimento, mientras que las diatomeas milenarias siguen siendo garantía de futuro, explica Bjorn Andersson.

Las diatomeas en el sedimento funcionan de la misma manera que un banco de semillas. En un ambiente como este, con tanta variabilidad en la calidad del agua, la diversidad genética en la población es mayor en comparación con un sitio que no está sujeto a un forzamiento tan fuerte», dice Anderson.

importantes productores primarios

En tiempos de rápido cambio climático, es bueno que uno de los principales productores marinos muestre una gran adaptabilidad a las nuevas condiciones de vida. A nivel mundial, las diatomeas representan el 20 por ciento de la producción primaria, capturan la energía solar y la canalizan hacia los ecosistemas mientras producen oxígeno y eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera.

«La gran diversidad genética de estas especies podría ayudarlas a adaptarse rápidamente a un entorno y clima cambiantes en el futuro, lo que podría significar que no sufrirían tanto como los peces y los mamíferos, por ejemplo», dice Anderson.

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Hechos: secuencias de ADN en diatomeas

La mayoría de los tipos de loci de código de barras que se utilizan en el ADN hoy en día se desarrollaron para diferenciar el ADN de diferentes especies. En la búsqueda de diatomeas, se han desarrollado nuevos loci de códigos de barras que, en cambio, pueden discriminar entre individuos dentro de una especie: Skeletonema marinoi. Se secuencia la secuencia de ADN completa de 55 millones de pares de bases. Se encontraron cuatro loci de código de barras de 500 bases de longitud que eran muy variables entre 58 individuos de diatomeas dentro de la misma especie. Estas ubicaciones de códigos de barras dieron una resolución individual lo suficientemente alta como para poder seguir el proceso de selección evolutiva de las especies de diatomeas.

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