Investigan el origen de las bacterias que viajan por el planeta

Los microbiomas son cualquier conjunto de diferentes microorganismos (hongos, algas, virus, bacterias) que viven en un mismo hábitat. Aunque cada uno de estos grupos es propio de ciertos ambientes, estos en realidad no permanecen estáticos.

Las bacterias transportadas por el aire son componentes clave de los bioaerosoles, que desempeñan un papel vital en la canalización de la transmisión de microbios a través de la atmósfera, la biosfera y la antroposfera en la superficie de la Tierra. Por lo tanto, son importantes para la diseminación de microbios, sus procesos y para la salud de las plantas y los animales, incluidos los humanos.

Después de la pandemia de COVID-19, muchas personas en todo el mundo se han vuelto más conscientes de cómo el aire de la Tierra puede promover la rápida transmisión de microbiomas dañinos, como virus y patógenos. El trabajo reciente de un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Hong Kong y de instituciones y universidades de China y los EE. UU. ofrece información interesante sobre la distribución de estos microorganismos invisibles pero de gran impacto.

Los científicos se centraron en la composición y los orígenes de distintos microbiomas transportados por el aire en la Tierra. Sus hallazgos muestran que humanos y animales se encuentran entre las principales fuentes de bacterias aerotransportadas globales.

¿Cómo supieron dónde buscar?

Para compilar su atlas de microorganismo aerotransportadas globales, se obtuvieron y organizaron un conjunto de datos que contenía 76 muestras de aire recién recolectadas en regiones asiáticas (compuestos de 803 muestras semanales). Luego combinaron este conjunto de datos con otras 294 muestras de aire recopiladas como parte de estudios científicos acreditados, que cubren 63 lugares en todo el mundo.

Las muestras utilizadas por los investigadores se recolectaron en una gran variedad de sitios, desde techos en áreas urbanas hasta cimas de montañas y el Círculo Polar Ártico. Su esperanza era que esto les permitiera identificar la distribución biogeográfica de las bacterias en el aire, así como los ecosistemas y entornos asociados con diferentes tipos de bacterias.

Al analizar genéticamente la biblioteca de bacterias aerotransportadas que compilaron, descubrieron que los lugares de la Tierra con la gama más amplia de microbiomas aerotransportados existentes se encuentran en las llamadas regiones de latitud intermedia (o media),  también conocida como región templada, entre los trópicos y los círculos polares ártico y antártico, en los límites entre los 35 y 65 grados norte y sur.

Esto tendría sentido, ya que se sabe que estas regiones están asociadas con ecosistemas de microbiomas más ricos y una mayor biodiversidad de comunidades de bacterias.

¿Qué conclusiones obtuvieron?

Se comprobó que las actividades humanas han tenido un mayor impacto en la comunidad microbiana en comparación con los entornos de aire relativamente prístinos. Estas han cambiado la estructura de los microbiomas en el aire ambiental, particularmente con una mayor abundancia de bacterias patógenas en el aire urbano. Por lo tanto, es importante redoblar los esfuerzos para proteger los ecosistemas naturales.

Estimaron que la riqueza de bacterias en la atmósfera es comparable a la riqueza de bacterias en la llamada hidrosfera (es decir, la región que contiene todas las aguas en la superficie de la Tierra).

Como parte de su estudio, se centraron principalmente en los mecanismos detrás de la distribución geográfica de diferentes microbiomas en la Tierra. Como las muestras que recolectaron se obtuvieron de un solo ciclo de un año, no pudieron explorar de manera confiable los procesos que sustentan la evolución de estos microbiomas a lo largo del tiempo.

Los procesos evolutivos también impulsan la biogeografía microbiana, por lo tanto, los investigadores sostienen que se debe realizar un trabajo de muestreo sistemático con un período más largo (alrededor de 10 años) para lograr una comprensión integral de los mecanismos que dan forma a varios patrones y estructuras de comunidades bacterianas.

¿Qué pasará con este estudio?

En el futuro, los hallazgos recopilados por este equipo de investigadores podrían inspirar el desarrollo de estrategias destinadas a aumentar la biodiversidad, para promover la proliferación de una gama más amplia de microbiomas ecológicamente beneficiosos.

Además, la biblioteca de microbiomas que compilaron podría ser utilizada por otros científicos ambientales para evaluar los efectos de la urbanización y otras actividades humanas en la distribución de microbiomas.

Ahora planean investigar la comunidad bacteriana metabólicamente activa con respecto a su función en la atmósfera (p. ej., formación de núcleos de hielo, transformación de contaminantes, interacciones con otros componentes biológicos, etc.) y los impactos en la salud humana (p. ej., beneficios derivados de comunidades bacterianas saludables/metabolitos secundarios y/o efectos peligrosos, como alérgenos, patógenos, resistencia a los antimicrobianos, etc.)

También servirá para enriquecer el campo de investigación de los bioaerosoles y la ciencia atmosférica en relación con la salud humana.

El estudio “Comunidad bacteriana aerotransportada global: interacciones con los microbiomas de la Tierra y las actividades antropogénicas”, encabezado por el doctor Zhao Jue, fue publicado en la revista de revisión por pares Proceedings of the National Academy of Sciences (2022).

Con información de www.pnas.org y pubs.acs.org

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Foto: Especial

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