Las pieles microbianas están formadas por lípidos (moléculas de grasa) que pueden conservarse como fósiles y nos cuentan historias sobre cómo vivían estos microbios en el pasado. “Algunos lípidos microbianos se usan comúnmente para reconstruir climas pasados. Siempre han estado rodeados de misterios ya que no sabíamos qué microbios los fabrican y en qué condiciones. Esta falta de información limita el poder predictivo de estas moléculas para reconstruir condiciones ambientales pasadas”, dice Sahonero. Su estudio ahora muestra qué bacterias producen estos lípidos y también cómo desarrollaron su piel lipídica para adaptarse a los cambios ambientales, otro paso hacia la reconstrucción y predicción del cambio climático con más detalle.

Las pieles microbianas están formadas por lípidos (moléculas de grasa) que pueden conservarse como fósiles y nos cuentan historias sobre cómo vivían estos microbios en el pasado. “Algunos lípidos microbianos se usan comúnmente para reconstruir climas pasados. Siempre han estado rodeados de misterios ya que no sabíamos qué microbios los fabrican y en qué condiciones. Esta falta de información limita el poder predictivo de estas moléculas para reconstruir condiciones ambientales pasadas”, dice Sahonero. Su estudio ahora muestra qué bacterias producen estos lípidos y también cómo desarrollaron su piel lipídica para adaptarse a los cambios ambientales, otro paso hacia la reconstrucción y predicción del cambio climático con más detalle.

reconstrucciones climáticas

Los lípidos, los componentes básicos moleculares de la membrana celular, son exclusivos de cada especie microbiana. «Funciona como las huellas dactilares, se pueden usar para identificar restos microbianos», dice Laura Villanueva, profesora asociada de la Facultad de Geociencias de la Universidad de Utrecht y científica principal de NIOZ. Los lípidos de microbios antiguos se pueden encontrar en sedimentos antiguos. Una vez que estas moléculas se separan del pasado, se identifican y se asocian con grupos de bacterias que viven actualmente, los lípidos pueden actuar como «biomarcadores». Estos marcadores pueden informarnos sobre las condiciones atmosféricas y oceánicas de la tierra primordial porque sabemos cómo los parientes vivos de los microbios interactúan con su entorno.

¿Quién hizo estas moléculas y cómo?

Durante mucho tiempo no estuvo claro qué bacteria produce exactamente estos lípidos específicos, que se denominan tetraéteres de dialquilglicerol de glicerol ramificados (GDGT). Este tipo de lípido se usa a menudo en reconstrucciones climáticas. Diana y sus colegas finalmente descubrieron las bacterias que producen estos lípidos. Y también cómo estas bacterias realmente producen los lípidos. «Era como buscar una aguja en un pajar», dice Sahoreno. “Sabíamos desde el principio que teníamos que adoptar un enfoque masivo para responder a esta pregunta. Tuvimos que examinar más de 1850 proteínas para identificar los microbios que producen estas moléculas lipídicas”.

Una vez que los investigadores saben qué bacterias vivas actualmente producen estas moléculas de lípidos, pueden usarse para realizar reconstrucciones climáticas más precisas. Los investigadores pueden medir las interacciones de estas bacterias vivas con el agua de mar o la atmósfera que las rodea. Esta información conduce a claves «sustitutas» para correlacionar detalles de las moléculas de lípidos (p. ej., abundancia) con valores ambientales. Este es un paso importante en la reconstrucción de las condiciones ambientales y climáticas pasadas a partir de muestras de sedimentos antiguos.

Evolución temprana de la vida

«Nuestro estudio muestra que hay muchos tipos de bacterias actualmente vivas que pueden producir este tipo de lípidos de membrana. Además, encontramos que todas estas bacterias están restringidas a ambientes donde no hay oxígeno», dice Sahonero. «Este estudio de lípidos similares a arqueas de bacterias muestra cómo el grupo de microbios que los producen evolucionó su membrana lipídica hace miles de millones de años. Es fantástico echar un vistazo a esta parte de la historia de la vida. Hasta ahora ha sido principalmente un misterio”.

¿Ahora que?

El trabajo de Sahonero y sus colegas aún continúa. «Ahora sabemos qué bacterias fabrican estos componentes moleculares y entendemos cómo lo hacen. A continuación, necesitamos averiguar cómo la producción de estas moléculas depende de factores ambientales como la temperatura del agua o el pH”, dice Villanueva. “Entonces, los (paleo)climatólogos pueden usar el proxy basado en estos lípidos bacterianos de manera más segura. Esto les brinda nuevas oportunidades para reconstruir y predecir el cambio climático con más detalle”.

Publicación en Science Advances

Desentrañando la división de lípidos: identificación de enzimas clave involucradas en la biosíntesis de lípidos de éter y transmembrana en bacterias
Diana X Sahonero-Canavesi, Melvin F Siliakus, Alejandro Abdala Asbun, Michel Koenen, FA Bastiaan von Meijenfeldt, Sjef Boeren, Nicole J Bale, Julia C Engelman, Kerstin Fiege, Lora Strack van Schijndel, Jaap S Sinninghe Damsté y Laura Villanueva.
16 de diciembre de 2022 a las 2 p. m. EST


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