La investigación en ambientes extremos ha ampliado sustancialmente nuestra comprensión de la ecología y la evolución de la vida en la Tierra, pero un grupo importante de organismos ha sido en gran medida olvidado: los eucariotas microbianos.
Todavía hay preocupaciones sin respuesta sobre cómo los eucariotas microbianos se han adaptado a las duras circunstancias del planeta, mientras los científicos se esfuerzan por comprender los mecanismos subyacentes a la evolución de las especies en la Tierra. Los científicos del Departamento de Biología de la Facultad de Artes y Ciencias (A&S) están estudiando actualmente los protistas que viven en algunos de los entornos más hostiles de la Tierra (lagos geotérmicos extremadamente calientes y ácidos) para profundizar en este tema.
Los científicos regresaron del Parque Nacional Volcánico Lassen en California, hogar del lago geotérmico más grande de EE. UU.
Ángela Oliverio, profesora asistente de biología dijo: “Este lago es una característica geotérmica calentada por vapor de sulfato ácido, lo que significa que es bastante caliente (~52 C/124 F) y ácido (pH ~2). Esto lo convierte en un entorno único para estudiar los poliextremófilos, que son organismos que se han adaptado a dos o más condiciones extremas, en este caso, alta temperatura y bajo pH”.
¿Cómo descubrieron los científicos que un lago cálido en California era el mejor lugar para buscar vida microbiana eucariota?
Los investigadores compilaron una base de datos de investigaciones anteriores que buscaban vida microbiana eucariota en condiciones difíciles. Analizaron específicamente qué linajes eucariotas se encontraron repetidamente en varias encuestas en entornos ambientales comparables.
Oliverio dijo: “Descubrimos que varias cepas de ameba se recuperaban con frecuencia de ambientes con temperaturas extremadamente altas. Esto sugiere que el estudio de estos linajes podría arrojar grandes conocimientos sobre cómo las células eucariotas pueden adaptarse a la vida en ambientes extremadamente cálidos”.
Oliverio cita un estudio específico realizado por el equipo de Gordon Wolfe en Cal State Chico que mostró que la ameba T. thermoacidophilus era muy prevalente en el lago geotérmico del Parque Nacional Lassen. Sin embargo, no existen registros genéticos de este organismo. Comprender cómo evolucionó esta especie en este ambiente hostil ayuda a los científicos a comprender mejor los entornos que pueden ser favorables para la vida en el universo.
Oliverio y Rappaport visitaron el Parque Nacional Lassen el verano pasado para aprender más sobre este protista específico y buscar otros eucariotas extremófilos únicos. El equipo recolectó muestras del lago usando una larga vara de pintor unida a una botella de 1 litro, una tarea difícil, dado que el agua está a más de 100 grados Fahrenheit. Luego, los viales se enviaron al laboratorio de Oliverio en Siracusa, donde el grupo ahora está aislando células individuales para la secuenciación del genoma y la identificación de las amebas mediante microscopía.
Aunque aún quedan muchas incógnitas sobre cómo los eucariotas se adaptan a existir en ambientes extremos, los científicos tienen la esperanza de que esta investigación ayude a llenar algunos de los vacíos actuales en el conocimiento.
Oval él dijo, “Sospechamos que hay algo especial en la forma ameboide que permite la persistencia en estos linajes eucariotas, pero el mecanismo sigue siendo desconocido. Basándonos en nuestra investigación, planteamos la hipótesis de que la transferencia horizontal de genes (movimiento de información genética entre organismos) de bacterias y la reducción del genoma (cuando un genoma elimina genes que no necesita), junto con una expansión de familias de genes particularmente útiles, pueden ser algunas de las posibles causas. de las formas en que los protistas adquirieron el conjunto de herramientas para sobrevivir en ambientes extremos”.
Oliverio señala que los descubrimientos a escala genómica del equipo contribuirán con importantes datos faltantes para las reconstrucciones del árbol de la vida. Esto profundizará nuestra comprensión de la distribución y evolución de la vida en la Tierra.
Referencia de la revista:
- Rappaport, HB, Oliverio, AM Los entornos extremos ofrecen una oportunidad sin precedentes para comprender la ecología, la evolución y la biología del genoma microbiano eucariótico. Nat Comuna 14, 4959 (2023). DUELE: 10.1038/s41467-023-40657-4
