El ciclo de la urea, responsable del éxito evolutivo de las diatomeas
Las diatomeas marinas, el componente principal del muy abundante fitoplancton oceánico, básico para la cadena trófica marina, siguen siendo unas grandes desconocidas a pesar de su ubicuidad y sus muy distintas funciones. Un consorcio internacional de científicos financiados con fondos europeos acaba de descubrir que una especie de diatomea, Phaeodactylum tricornutum, utiliza una ruta molecular que hasta ahora se consideraba exclusiva de los mamíferos: el ciclo de la urea. Su investigación, publicada el 12 de mayo en Nature, recibió fondos del proyecto DIATOMICS («Comprensión de la biología de las diatomeas mediante métodos de genómica funcional»), financiado con 1,8 millones de euros mediante el área temática «Ciencias de la vida, genómica y biotecnología aplicadas a la salud» del Sexto Programa Marco (6PM) de la Comisión Europea. El ciclo de la urea es una ruta metabólica empleada por los mamíferos para incorporar el nitrógeno excedente en la urea y expulsarlo así del organismo. No obstante, en las diatomeas parece desempeñar una gama más amplia de funciones. El ciclo de la urea es básico de cara a la distribución y el reciclado de carbono y nitrógeno inorgánicos y además contribuye a que las diatomeas se recuperen de periodos breves de escasez de nutrientes. En el laboratorio los científicos encargados del estudio reconstruyeron el fenómeno de surgencia observado en el océano. Se trata de un movimiento ascendente de aguas ricas en nutrientes procedentes de las profundidades oceánicas hacia la superficie, donde las diatomeas se distribuyen en abundancia. Éstas responden de manera inmediata a un abastecimiento mayor de alimento aumentando sus ritmos metabólicos y de crecimiento. Esta capacidad se atribuye a ciertos genes que habrían incorporado al genoma de la diatomea mediante transferencia de genes horizontal -el movimiento de genes entre organismos que guardan un parentesco lejano-. Gracias a investigaciones anteriores se ha descubierto que algunos genes de las diatomeas son comparables a otros hallados en cloroplastos y bacterias, lo que resalta lo mucho que queda por averiguar acerca de estos organismos tan polifacéticos. Para profundizar en esta línea de investigación, el autor principal del estudio, el Dr. Andrew Allen del Instituto J. Craig Venter (Estados Unidos), y sus colegas exploraron los mecanismos celulares que rigen el aprovechamiento de nutrientes del entorno. Esto permitió descubrir que los metabolitos del ciclo de la urea facilitan la recuperación de las diatomeas tras una escasez de nutrientes de corta duración. «Parece ser que el ciclo de la urea en animales, esencial para la secreción celular de carbono y nitrógeno excedentes, se incorporó a partir de una ruta ancestral que en origen habría evolucionado como mecanismo de recuperación y reciclado de nitrógeno y carbono», explicó el Dr. Allen. En otras palabras, las diatomeas han seguido rutas evolutivas fundamentalmente distintas a las de las algas verdes y otros organismos cercanos a ellas. «Este estudio proporciona información fascinante sobre la evolución de las diatomeas hasta convertirse en los productores primarios dominantes en la mayoría de las regiones oceánicas», añadió el Dr. David Garrison, director de programas de la División de Ciencias Oceánicas de la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos, entidad cofinanciadora junto a la Comisión Europea. Las diatomeas son la base de la cadena trófica marina y se les atribuye una función de absorción de dióxido de carbono -uno de los principales gases de efecto invernadero- similar a la realizada por el total de las selvas tropicales del mundo. Además de alimentar a todo tipo de animales y contribuir al equilibrio del carbono en el planeta, estos organismos unicelulares también son apreciados por la comunidad científica como indicadores de si un agua determinada carece de minerales o nutrientes o está contaminada.Para más información, consulte: Sociedad Max Planck: http://www.mpg.de/en Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos: http://www.nsf.gov/ Nature: http://www.nature.com/ ni/index.html
Países
Chequia, Alemania, Francia, Estados Unidos
