Cambio climático y escasez hídrica: respuesta molecular frente a estresores ambientales en productores primarios acuáticos.

Abstract

El cambio global producto de la sobrepoblación y la mala gestión de los recursos naturales está acelerando el calentamiento global a una escala nunca antes registrada en nuestro planeta. Las zonas más afectadas por los aumentos de la temperatura son las polares, mientras que países del mediterráneo se enfrentan a la escasez hídrica que cada año se vuelve más evidente. Para combatir la falta de agua, se han invertido recursos en desarrollar métodos que permitan desalinizar el agua de mar para uso doméstico e industrial. Este proceso genera como desecho principal salmueras, que pueden afectar directamente a los ecosistemas costeras en especial a los organismos sésiles. Para entender los potenciales mecanismos de tolerancia de macrófitos frente a distintas consecuencias del Cambio Climático en esta tesis se analizó el transcriptoma del musgo D. longifolius, en condiciones control (2 oC) y de estrés por altas temperaturas (8 oC). Adicionalmente, para comprender cómo los vertidos de salmuera pueden afectar los ecosistemas costeros del mediterráneo, se analizaron los transcriptomas de dos especies de pastos marinos; Posidonia oceanica y Cymodocea nodosa de España, los cuales fueron sometidas a estrés por aumento de salinidad (37 PSU vs. 43 PSU). En D. longifolius se observó un aumento en la expresión de genes relacionados con fotosíntesis y respiración. Se observó una sobreexpresión de genes relacionados con estrés, donde encontramos 3 codificantes para chaperonas; inhA, dnaj y Hsp212a, no se observaron genes involucrados en el metabolismo de estrés oxidativo. Se registró una inhibición de 123 genes relacionados a estrés, donde 7 codificaban para Hsps, 2 para Hsf, 5 codificaban para proteínas relacionadas con la respuesta a bajas temperaturas y 3 para proteínas involucradas en el metabolismo de estrés oxidativo. En los pastos marinos se observó una alta inhibición para genes codificantes de proteínas involucradas en fotosíntesis y respiración. En C. nodosa hubo inhibición de genes categorizados dentro de cadenas transportadoras de electrones (CTE), donde la gran mayoría, estaban relacionados con fotosíntesis y respiración; y además inhibición de genes relacionados con estrés como la chaperona Dnajc2. Por otro lado, hubo una sobrexpresión de genes relacionados a CTE, transporte y estrés. Dentro de los 4 genes relacionados con el estrés encontramos algunos codifican para proteínas con el motivo pentatricopeptido repetido, cuya función está relacionada con la respuesta a estrés abiótico. En P. oceanica, hubo una fuerte inhibición de genes en la categoría CTE, transporte y estrés. Dentro de los últimos encontramos la HSP70. Por otro lado, hubo una sobreexpresión de PCKR1 que cataliza el plegamiento de proteínas y WIN2 que es una proteína inducida por heridas. Se estableció que C. nodosa refleja mayores niveles de tolerancia al aumento de la salinidad, probablemente mediante la señalización por quinasas y la sobreexpresión de genes codificantes para proteínas involucradas en transporte que ayuden a combatir estrés osmótico, mientras que en P. oceanica una inhibición casi 4 veces mayor que la sobrexpresión en el número total de genes que poseen una expresión diferencial respecto al control refleja una falta de mecanismos que le permitan tolerar un incremento en la salinidad. Se hipotetiza que una exposición a largo plazo al aumento de la salinidad puede ser letal para estos organismos.