El primer metazoo viviendo en condiciones permanentes de anoxia

publicado el 18 sep, 2011 Biología Celular Blog Zoología
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  Hay vida en todas las profundidades de los océanos y, sobre todo, en las zonas existen unas condiciones ambientales óptimas (temperatura, salinidad, oxígeno, presión) para las especies que allí habiten. Todavía, más del 90% de la biosfera del océano representa un enorme reservorio de biodiversidad por descubrir.

  Los ecosistemas de aguas profundas contienen la mayor anoxia (ausencia de oxígeno) de todas las regiones de la Biosfera. Las zonas de mínimo oxígeno (oxygen minimum zones, OMZ) están ampliamente distribuidos por todos los océanos, a profundidades, generalmente, de entre 200 m a 1.500 m cubriendo, aproximadamente, unos 1.150.000 km2. Estas zonas (OMZ) se caracterizan por la bajísima disponibilidad de oxígeno (O2 0,1 mm en superficie de un centímetro) (Levin, 2003). Estos ambientes son inhóspitos para la mayoría de las especies marinas (Vaquer-Sunyer & Duarte, 2008), con excepción de procariotas, protozoos y algunos metazoos que pueden tolerar estas condiciones ambientales. Por períodos limitados de tiempo, unos pocos taxones de metazoos pueden tolerar esas condiciones de anoxia. Sin embargo, hasta ahora, no hay ninguna evidencia de que pasen su ciclo de vida bajo esas condiciones de anoxia de forma permanente (Fenchel & Finlay, 1995).

La meiofauna (metazoos entre 500 y 45 μm) representa el 60% de la abundancia metazoos en la Tierra, y tienen una larga historia evolutiva y alta diversidad. Existen seis filos exclusivos de la meiofauna: Gnathostomulida, Micrognathozoa, Gastrotricha, Tardigrada, Kinorhyncha y Loricifera. Concretamente, los loricíferos (imagen 1) carecen de dispersión de larvas en “columnas de agua” y pasan su ciclo de vida en el sedimento. Estas dos características hacen de este filo, los organismos ideales para la investigación de la vida de los metazoos sin oxígeno de manera permanente.

  El estudio se llevó a cabo en el L’Atalante, una cuenca de agua completamente libre de oxígeno y ricas en sulfuro de hidrógeno (condiciones totales de anoxia), extremadamente salada, que se encuentra a 120 millas de la isla de Creta (Grecia). Se recolectaron muestras, anualmente, en tres “zonas de muestreo” de esta cuenca entre 1998 y 2008; y también se recolectaron muestras, en el nordeste del Océano Atlántico, cuyas aguas profundas están oxigenadas. Los sedimentos obtenidos de la cuenca anóxica (L’Atalante) fueron inmediatamente procesados bajo estrictas condiciones anaeróbicas; y los sedimentos obtenidos del NE Océano Atlántico fueron procesados bajo condiciones aeróbicas.. De los organismos que habitaban en ambos sedimentos, se seleccionaron el filo Loricifera (antes mencionado). Se tomaron loricíferos de ambos sedimentos para poder hacer una comparación corporal de los loricíferos (mediante microscopía electrónica de barrido) en anoxia (la cuenca L’Atalante) y en condiciones normales de oxígenos (NE Océano Atlántico).

Para tener evidencias de que vivía de forma permanten en anoxia, se llevaron a cabo dos métodos:

A) A los loricíferos de L’Atalante se les hizo un análisis de rayos X para comparar con los loricíferos del NE Océano Atlántico sus estructuras corporales. Se vio que algunos loricíferos de L’Atalante tenían un ovocito grande en su ovario, es decir, en fase de reproducción (imagen 2). También el análisis microscópico reveló la presencia de exuvias (mudas) de loricíferos (imagen 3), lo que sugiere que estos metazoos crecieron en este ecosistema en condiciones de anoxia como los loricíferos de NE Océano Atlántico con oxígeno.

B) El segundo método fue crear el hábitat de los loricíferos de L’Atalante, es decir, en condiciones de anoxia. Se les inyectó “(3H)-Leucina” (un aminoácido marcado radiactivamente) y se comprobó, varias horas después, actividades fluorescentes, afirmando, definitivamente, la hipótesis que son capaces de vivir en este medio de forma permanente.

Como conclusión, los resultados aquí presentados, apoyaron la hipótesis de que el loricíferos que habitan en el sedimento de la cuenca anóxica L’Atalante han desarrollado un metabolismo anaeróbico y tiene adaptaciones específicas para vivir sin oxígeno. Aún así, todavía sigue siendo un enigma los mecanismos evolutivos/adaptativos que han tenido para colonizar estos ambientes extremos.

Bibliografía:
Danovaro R., Dell’Anno A., Pusceddu A., Gambi C., Heiner I., Kristensen R.M.: The first metazoa living in permanently anoxic conditions. BMC Biology, 8:30 (2010).
Fenchel T., Finlay B.J.: Ecology and evolution in anoxic worlds. Oxford: Oxford University Press, (1995).
Levin L.: Oxygen minimum zone benthos: adaptation and community response to hypoxia. Oceanography and Marine Biology Annual Review, 41:1-45 (2003).
Vaquer-Sunyer R., Duarte C.M.: Thresholds of hypoxia for marine biodiversity. Proceedings of National Academy of Science USA, 105: 15452-15457 (2008).

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