La definición y la cantidad de diferentes tipos de bacterias en una población natural siguen siendo temas debatidos, pero son esenciales para entender cómo estas comunidades microbianas afectan la salud y el medio ambiente.

Foto: Imagen de microscopía de Salinibacter ruber Autor: Tomeu Viver

Un equipo internacional de científicos, liderado por Ramon Rosselló-Móra del IMEDEA en Mallorca, España, Kostas Konstantinidis del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, EE. UU., y Rudolf Amann del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, ha proporcionado nuevos conocimientos sobre cómo están estructuradas las poblaciones bacterianas naturales a nivel intraespecífico. 

El Grupo de Microbiología Marina del IMEDEA lleva investigando casi 25 años la diversidad microbiana en entornos hipersalinos, como las salinas de s’Avall y Es Trenc en Mallorca, así como los aspectos teóricos y prácticos del concepto de especie en bacterias. En este marco, la especie modelo Sal. ruber ha servido para estudiar cuan diversos son los individuos de una misma especie que coexisten en un mismo lugar y entre distintos lugares geográficos. 

Este estudio es el primer paso para demostrar que las especies de bacterias existen como grupos discretos que se separan de otras similares por saltos evolutivos que se pueden observar mediante análisis genómicos. 

En este estudio, se secuenciaron los genomas de 138 cepas de la especie Salinibacter ruber, aisladas de las salinas solares de Es Trenc en Mallorca y Fuerteventura en las Islas Canarias. Luego, se compararon estos genomas con los metagenomas obtenidos de las mismas muestras. Los análisis revelaron una distribución discreta de las poblaciones dentro de la especie, con un bajo porcentaje de identidad promedio de nucleótidos (ANI) entre 99.6% y 99.8%, lo que indica una diversidad genética significativa.

Utilizando este umbral de ANI, los investigadores definieron el término "genomovar" y establecieron un valor de ANI > 99.99% y un contenido génico compartido > 99.0% para la definición de cepas.

Al comparar los genomas secuenciados con los metagenomas que representan la población natural, los investigadores estimaron que, aunque las 138 cepas estudiadas constituían aproximadamente el 80% de la población de Sal. ruber, la población total en una salina está compuesta por entre 5,500 y 11,000 genomovares, la mayoría de los cuales parecen ser poco comunes en su entorno natural.

Además, se observó que las cepas más cultivadas en el laboratorio no necesariamente representaban las cepas más abundantes en el ambiente natural, lo que indica sesgos significativos en los métodos de cultivo.

Estos hallazgos nos ayudan a entender mejor la diversidad microbiana y la estructura de las poblaciones bacterianas naturales, con implicaciones importantes para la ecología microbiana y la salud pública. Además, destacan la importancia de abordar la diversidad intraespecífica para una comprensión completa de los ecosistemas microbianos. Este estudio marca un avance significativo en nuestro entendimiento de las poblaciones bacterianas naturales y ofrece un marco metodológico y umbrales de ANI que podrían beneficiar futuras investigaciones sobre la diversidad microbiana.

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Este estudio ha sido resultado de la investigación dirigida por Ramon Rossello-Mora y financiada por los proyectos del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades de España PGC2018-096956-B-C41, RTC-2017-6405-1 y PID2021-126114NB-C42, también cofinanciadas por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), y realizada en el marco de las actividades de investigación del centro de “Maria de Maeztu” acreditation CEX2021-001198. El equipo investigador extranjero está formado por Konstantinos Konstantinidis (Georgia Institute of Technology, Atlanta, US), Rudolf Amann (Instituto Max Planck, Bremen, Alemania) y Luis Miguel Rodríguez (Universidad de Innsbruck, Austria). Agradecimiento especial a todo el equipo de las Salinas d’Es Trenc y Gusto Mundial Balearides, S.L. (Flor de Sal d´Es Trenc) y de las Salinas de Fuerteventura (Salinas del Carmen) por permitir el acceso a sus instalaciones y proporcionar las muestras.