Biofilm fluvial antártico de Playa Deseada (Isla Livingston). Imagen obtenida en microcopio electrónico de Barrido de emisión de campo del Servicio de técnicas no destructivas. - MNCN-CSIC
MADRID, 20 Oct. (EUROPA PRESS) -
Las científicas del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) Rebeca Arias-Real y Asunción de los Ríos han aplicado una nueva estrategia de investigación basada en el uso de microscopía electrónica para estudiar las comunidades microbianas fluviales que crecen sobre las rocas, según ha informado este martes el organismo estatal.
En el artículo, publicado en la revista Biofilm, describen esta nueva aproximación, que combina dos técnicas: la observación mediante microscopía electrónica de cortes transversales de rocas con biofilm, procesados para preservar los componentes biológicos y minerales, y la visualización mediante criomicroscopía, que mantiene mejor la estructura del biofilm en estado hidratado.
Según explican, esta estrategia mantiene intacta la estructura del biofilm adherido a la roca, tal y como se encuentra en el cauce de los ríos, lo que permite entender mejor su funcionamiento.
Los biofilms fluviales son comunidades complejas formadas por bacterias, cianobacterias, algas, hongos y otros microorganismos que viven unidos entre sí mediante una matriz mucosa y participan en la liberación y el reciclado de nutrientes, la formación de microhábitats protegidos y la retención de partículas y sedimentos transportados por el río.
Para estudiar estas comunidades, el procedimiento más habitual consiste en raspar la superficie de las rocas y analizar el material extraído. Esta aproximación permite conocer qué organismos o moléculas están presentes. Sin embargo, al alterar su estructura, se pierde información fundamental sobre cómo se organizan e interrelacionan sus componentes.
De los Ríos ha explicado que su estrategia, a diferencia del análisis del biofilm raspado o separado de la roca, permite conservar intacta la interfase entre la roca y el biofilm y visualizar cómo se disponen y relacionan sus distintos componentes. "Ese acercamiento nos permite también analizar sus interacciones con la roca y su contribución a la acumulación de partículas de sedimentos", ha señalado.
MUESTRAS OBTENIDAS EN CUATRO RÍOS DE DESHIELO EN LA ANTÁRTICA
Con el objetivo de probar la viabilidad y los beneficios de esta estrategia, las investigadoras han trabajado con muestras obtenidas en cuatro ríos de deshielo próximos a la Base Antártica Española Juan Carlos I. Gracias a estas muestras, han descubierto que estos biofilms tienen una organización característica y compleja que les permite sobrevivir en un ambiente tan extremo y cambiante.
Arias-Real ha detallado que las comunidades se adhieren a la roca a través de microorganismos filamentosos, sobre todo cianobacterias y algas, que forman una red en la que se establecen otros microorganismos, como diatomeas y bacterias no filamentosas. Estos microorganismos generan una matriz mucosa que mantiene unida la comunidad y atrapa pequeñas partículas minerales.
"Esta organización sugiere que la comunidad se va construyendo progresivamente: los primeros microorganismos que colonizan la roca modifican su entorno y crean condiciones más favorables para que puedan establecerse otros organismos, dando lugar a biofilms cada vez más complejos", ha indicado.
En algunos biofilms, las investigadoras han podido observar microorganismos que penetran en fisuras y cavidades de las rocas sobre las que se desarrollan. Esta colonización endolítica (es decir, del interior de la roca) y las estrechas interrelaciones entre el biofilm y la roca sobre la que se desarrolla sugieren que el sustrato mineral no actúa únicamente como soporte inerte, sino que también favorece la formación de hábitats más protegidos para unos microorganismos que se enfrentan a condiciones ambientales extremas y cambiantes.
RECONSTRUIR LO SUCEDIDO EN LOS CURSOS DE AGUA
Las imágenes también han mostrado secuencias en las que capas enriquecidas en sedimentos aparecían atrapadas entre capas dominadas por microorganismos. De acuerdo con las autoras del estudio, esta estructura podría formarse mediante la sucesión de diferentes episodios: el crecimiento inicial de la comunidad, el depósito de sedimentos transportados por el agua y una posterior recolonización de la superficie.
La alternancia de capas enriquecidas en sedimentos con capas dominadas por células microbianas podría funcionar como una especie de archivo natural de la historia reciente del río, al conservar la huella de los cambios en el flujo, la deposición de sedimentos y el crecimiento microbiano. "Si conseguimos relacionarlas con eventos hidrológicos concretos mediante seguimientos temporales, en el futuro podrían ayudarnos a reconstruir lo que ha ocurrido en esos cursos de agua", ha añadido Arias-Real.
De acuerdo con el MNCN, esta posibilidad resulta "especialmente interesante" en los ríos antárticos, de alta montaña o temporales, donde los ciclos de flujo, desecación y congelación son muy marcados y apenas existen registros continuos de su hidrología. En estos sistemas, la estructura interna de los biofilms podría complementar las mediciones hidrológicas y aportar una nueva herramienta muy útil para reconstruir episodios de flujo, deposición de sedimentos y crecimiento microbiano.
