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Mundial - Ciencia

Las bacterias y no las microalgas son las principales responsables de la fotosíntesis en los océanos

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sarmiento-gamboa-760 Sarmiento Gamboa durante la investigación /CSIC

Barcelona 19/08/2019 – Un trabajo publicado en la revista Science Advances en el que participan investigadores del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC (ICM-CSIC) ha presentado a las bacterias marinas como los principales organismos en utilizar la luz del sol para transformarla en energía bioquímica, al contrario de lo que se pensaba hasta ahora de que eran las microalgas.

Se trataría de bacterias autótrofas que usarían dos pigmentos, proteorodopsina y la bacterioclorofila, para transformar la luz del sol, al igual que el fitoplancton y las plantas usan la clorofila.

El descubrimiento ha estado liderado por Laura Gómez Consarnau, investigadora Marie Curie del ICM-CSIC, que tanto cuando realizó el trabajo, como actualmente, se encuentra en el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, en México, y la Universidad del Sureste de California, en Estados Unidos.

Gracias a un método propio, han podido cuantificar el retinal (molécula que capta la luz y que es la parte activa de la proteorodopsina). Además de cuantificar todos los pigmentos, los científicos han calculado su distribución geográfica y la cantidad de energía capturada por cada uno de los pigmentos.

Los resultados revelan que, si bien la bacterioclorofila contribuye poco a la entrada de energía al mar, la proteorodopsina captura aproximadamente la misma cantidad que la clorofila y, a veces, bastante más. Aunque en el mar hay menos proteorodopsina que clorofila, una sola molécula de proteorodopsina ya es eficaz, mientras que se necesitan muchas moléculas de clorofila para crear un sistema de captación de energía eficaz. “Para tener un fotosistema funcional, de clorofila se necesitan 300 moléculas mientras que de proteorodopsina basta con una”, añade Laura Gómez Consarnau. De ahí que puedan capturar mucha más energía, hasta el doble.

El resultado marca un punto de inflexión porque rompe con el paradigma tradicional de que casi toda la luz del sol en los ecosistemas marinos es capturada por cianobacterias, microalgas y algas gracias a la clorofila. También confirma cómo pueden sobrevivir las comunidades bacterianas en aguas muy pobres en materia orgánica.

Laura Gómez-Consarnau, afirma: “ya habíamos visto que la proteorodopsina permitía a las bacterias heterotróficas sobrevivir sin materia orgánica y tomar energía de la luz, pero ahora demostramos que este proceso es generalizado y muy importante en el mar“.

Josep M. Gasol, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar y coautor, explica: “No deja de sorprendernos la cantidad de cosas que aún desconocemos del mar. Probablemente deberemos cambiar los libros de texto que ponen una flecha que va del sol al fitoplancton y añadir una segunda, que apunte hacia las bacterias”.

El resultado es relevante porque arroja nueva luz sobre los organismos que están en la base de la cadena trófica marina y que sirven de sustento a numerosos organismos marinos. Las bacterias que disponen de proteorodopsina tienen un metabolismo híbrido, de forma que pueden capturar energía del sol y pueden degradar materia orgánica, como hacen la mayoría de bacterias. A efectos comparativos, Josep M. Gasol las compara a los coches híbridos que usan gasolina o electricidad distintas para moverse.

En ambientes muy pobres en nutrientes, la captación de energía del sol les permite sobrevivir, crecer y generar biomasa. Los resultados del trabajo sugieren que en los ambientes más pobres, como el Mediterráneo Oriental, la entrada de energía en el mar por esta vía es superior a la entrada para la fotosíntesis normal.

En el trabajo, además de investigadores del CSIC, también participan equipos de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria, del Reino Unido, de Estados Unidos y de Australia.

Referencia científica:

Laura Gómez-Consarnau, John A. Raven, Naomi M. Levine, Lynda S. Cutter, Deli Wang, Brian Seegers, Javier Arístegui, Jed A. Fuhrman, Josep M. Gasol, Sergio A. Sañudo-Wilhelmy. Microbial rhodopsins are major contributors to the solar energy captured in the sea. Science advances. DOI:  10.1126/sciadv.aaw8855

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