Caracterización de la microbiota gastro-intestinal del zooplancton asociado a la zona de mínimo oxígeno frente a Chile.

Abstract

El zooplancton es un grupo funcional clave para la estructura y funcionamiento del ecosistema pelágico, representando un componente esencial en las tramas tróficas marinas y también, un nicho específico para el desarrollo de microorganismos. En los últimos años, se han incrementado los estudios acerca del microbioma intestinal de distintos animales, debido a la influencia de los microorganismos en aspectos fisiológicos, metabólicos e inmunológicos del hospedador, como también en los ciclos biogeoquímicos globales. En este sentido, los copépodos, que representan el componente más abundante del zooplancton en el Sistema de Corrientes de Humboldt (SCH), han sido sometidos a estudios de microbioma, sin embargo, la mayoría de los microbiomas descritos para estos organismos no han hecho distinción entre microorganismos endo- y ecto-biontes. En esta tesis se diseñó un protocolo para el estudio específico del microbioma intestinal de copépodos, que fue testeado en especies dominantes en dos áreas de surgencia costera en el SCH: Bahía de Mejillones (St-3; 23º 00.2’ S, 70º28.2’ W) y Bahía de Coliumo (St-18; 36º 30’ 46’’ S; 73º 7’ 38” W) frente a Chile. Nuestro protocolo incluyó una aproximación para la remoción del intestino de los copépodos, el número de intestinos necesario para análisis moleculares, un protocolo de extracción de ADN eficiente para baja cantidad de tejido, y dos nuevas parejas de partidores para la amplificación del gen 16S rRNA de bacterias con mínima contaminación cruzada con otros dominios. Se estudió el microbioma intestinal de dos copépodos asociados a la Zona de Mínimo Oxígeno, Eucalanus inermis y Rhincalanus nasutus. Las inferencias filogenéticas mostraron que el intestino de E. inermis estuvo habitado principalmente por Gamma-proteobacteria, con dominancia de OTUs afiliados a Vibrio sp. El intestino de R. nasutus, por otro lado, presentó OTUs de Alpha- y Gamma-proteobacteria, principalmente asociados a Candidatus Pelagibacter ubique, Pseudomonas sp., Pseudoalteromonas sp. y Vibrio sp. Además, se reportó la presencia de arqueas afiliadas al Grupo Marino II de Euryarchaea en el intestino de Acartia tonsa, representando el primer registro de arqueas como componente de la microbiota intestinal de copépodos. Adicionalmente, se estudió el microbioma estomacal de krill endémico del SCH, Euphausia mucronata, mediante técnicas moleculares tradicionales en conjunto con citometría de flujo y cell-sorting. El microbioma estomacal del krill estuvo dominado por bacterias del género Balneola sp., las que no habían sido previamente reportadas en la columna de agua del área de estudio ni tampoco como componentes de la microbiota de invertebrados marinos. Estas bacterias sólo fueron detectadas mediante citometría de flujo, reflejando especificidad en el análisis y ofreciendo una nueva herramienta metodológica que aporta información previamente desconocida y complementaria a el estudio tradicional del microbioma estomacal de eufáusidos. Nuestros resultados sugieren que el microbioma gastro-intestinal del zooplancton tiene un componente común entre organismos de distintos ambientes y un componente especie-específico caracterizado por microorganismos particulares de cada copépodo o eufáusido y, probablemente, influenciado por el habitat y la historia de vida del hospedador. Nuestro protocolo permitiría obtener conocimiento en mayor profundidad acerca del microbioma intestinal del zooplancton en diferentes sistemas, al igual que las consecuencias fisiológicas y ambientales de la asociación hospedador – microorganismos simbiontes. Tales conocimientos podrían acercarnos a formas poco exploradas de entender el funcionamiento de estos grupos claves, las tramas tróficas marinas y el flujo de los elementos en el ambiente pelágico.