Las comunidades de microorganismos en el fondo de los lagos polares evolucionaron independientemente de otras regiones, influidas por su propia historia geológica, biológica y climática.

El carácter único de las comunidades microbianas subraya la urgente necesidad de incluir estas formas de vida en los planes de gestión para las regiones polares.

Un equipo de investigación internacional de científicos dirigido por biólogos de la Universidad de Gante, Bélgica, con el profesor Dominic Hodgson del British Antártico Survey ha tomado muestras y secuenciado la biodiversidad y la historia evolutiva de los microorganismos en más de 200 lagos árticos, subantárticos y antárticos.

El nuevo estudio muestra diferencias sorprendentes en la composición de las comunidades microbianas entre las regiones polares, con lagos en los polos norte y sur dominados por diferentes grupos. Su trabajo es el primer estudio de ADN a gran escala de estos microbiomas únicos y fue publicado en la revista Science Advances.

Las regiones polares se caracterizan por condiciones de vida extremas, como temperaturas muy bajas y poca disponibilidad de agua y nutrientes. Los lagos en estos ambientes hostiles son oasis de biodiversidad y productividad, donde la vida está dominada por organismos microscópicos.

Se ha supuesto que los microorganismos, debido a su número astronómico y al pequeño tamaño de sus células, se han desplazado libremente por la Tierra y colonizado todos los hábitats adecuados. Esta hipótesis ahora se ha probado utilizando ADN para comparar la composición de comunidades en más de 200 lagos árticos, subantárticos y antárticos para determinar si tienen la misma historia evolutiva.

El profesor Dominic Hodgson dirige el equipo de Capas de hielo y cambio climático del British Antártida Survey y es coautor del estudio. "Esta investigación es la culminación de muchos años de muestreo de comunidades microscópicas de difícil acceso y la aplicación de los últimos avances en ADN. Es un cambio de juego ver evidencia de que la vida microbiana en los polos fue moldeada por factores climáticos y biológicos específicos de regiones individuales y no, como se pensaba anteriormente, parte de la misma trayectoria evolutiva global", dijo en un comunicado.

La Antártida ha estado gradualmente cubierta por una capa de hielo desde el Eoceno Superior (hace 34 millones de años), lo que ha provocado la extinción de la mayoría de grupos de plantas y animales, y además se encuentra muy aislada en el Hemisferio Sur, lo que ha impedido que estos grupos se recolonicen. el continente. Las masas de tierra árticas, por otro lado, están muy conectadas geográficamente y solo estuvieron cubiertas por capas de hielo durante los máximos glaciales desde hace 3,2 millones de años.

En animales y plantas, esto ha dado lugar a fuertes diferencias en la historia evolutiva de las especies y su distribución geográfica en ambos polos. Sin embargo, se pensaba que los microorganismos se movían libremente por la Tierra.

El nuevo estudio encuentra diferentes grupos de microorganismos en lagos de los polos norte y sur. Las bacterias heterótrofas (microorganismos que se alimentan de carbono orgánico) y las algas resistentes al pastoreo parecen ser relativamente más abundantes en el Ártico, mientras que las cianobacterias (microorganismos que obtienen energía de la fotosíntesis) y las algas verdes son más dominantes en los lagos antárticos. La diversidad de especies también es menor en la Antártida.

Los análisis mostraron que la formación de casquetes polares durante períodos glaciales históricos provocó la desaparición de varios grupos de organismos microbianos de la Antártida. El equipo pudo demostrar que los grupos que sobrevivieron pudieron evolucionar de forma aislada. De esta forma, una especie ancestro común dio lugar a varias subespecies y variedades con una distribución restringida a la Antártida.

Incluso en niveles evolutivos profundos, parece que muchos linajes genéticos son antiguos y exclusivos de la Antártida. Esto muestra que el movimiento entre los polos en escalas de tiempo largas es bastante limitado y que el Océano Austral también forma una barrera importante para los microorganismos.

El carácter único de las comunidades microbianas en estos lagos polares es un fuerte argumento para proteger mejor estos hábitats contra la influencia humana mediante, entre otras cosas, una mayor explotación turística de la Antártida, según la investigación.