La investigación encontró evidencia consistente de que el huiro gigante (Macrocystis pyrifera) podría transmitir parte de sus bacterias asociadas durante las primeras etapas de su ciclo de vida. El hallazgo permite avanzar en la comprensión de cómo se conforma el holobionte macroalgal y cuándo comienza la estrecha relación entre las macroalgas y los microorganismos que las acompañan.

Por Maricel González Uribe. Cuando una espora de huiro gigante comienza a desarrollarse, ¿parte completamente sola o lleva consigo microorganismos provenientes de etapas anteriores de su ciclo de vida? Esta pregunta fue abordada por una nueva investigación realizada por integrantes del Núcleo Milenio de Agronomía Marina de Holobiontes Macroalgales (MASH), que entrega evidencia experimental consistente con una posible herencia temprana de bacterias en Macrocystis pyrifera.

El estudio, titulado “Experimental evidence for early bacterial inheritance in the giant kelp, Macrocystis pyrifera”, fue publicado en FEMS Microbiology Ecology y financiado por MASH a través de la Iniciativa Científica Milenio de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID). El trabajo fue liderado por Sara Usandizaga y contó con la participación de Jessica Beltrán, Gustavo Rodríguez-Valdecantos, Génesis Parada-Pozo, Marie-Laure Guillemin, Sylvain Faugeron, Nicole Trefault y Carolina Camus, todos integrantes de la red MASH.

La investigación se relaciona directamente con uno de los conceptos centrales que aborda MASH: el holobionte. Las macroalgas no viven de manera aislada, sino asociadas a comunidades de microorganismos que pueden participar en procesos relacionados con su desarrollo, adquisición de nutrientes, tolerancia al estrés y defensa. El alga y su microbiota asociada pueden ser estudiadas, por tanto, como una unidad ecológica.

Hasta ahora, una de las interrogantes es cómo se conforman estas comunidades durante las primeras etapas de vida. Las bacterias pueden ser adquiridas desde el ambiente —transmisión horizontal—, pero también existe la posibilidad de que algunas sean transferidas desde estructuras reproductivas hacia las siguientes etapas del desarrollo.

Para poner a prueba esta última hipótesis, el equipo siguió experimentalmente el desarrollo del huiro desde sus estructuras reproductivas hasta las esporas y gametofitos. Los tejidos fueron sometidos a un tratamiento destinado a reducir las bacterias presentes en su superficie y posteriormente cultivados bajo condiciones controladas, utilizando agua de mar filtrada y pasteurizada para minimizar el ingreso de microorganismos desde el ambiente. Además, se combinaron técnicas de secuenciación bacteriana, hibridación fluorescente y microscopía electrónica.

Los resultados mostraron que las bacterias continuaron asociadas al huiro durante sus primeras etapas de desarrollo. Uno de los resultados más relevantes fue que el 91,4 % del bacterioma de los gametofitos pudo atribuirse a bacterias previamente asociadas a las esporas. Además, las variantes bacterianas compartidas entre ambas etapas representaron el 92,7 % de las secuencias bacterianas encontradas posteriormente en los gametofitos.

La evidencia no provino únicamente del análisis genético. Mediante microscopía electrónica, los investigadores observaron estructuras consistentes con bacterias en el interior de células de los gametofitos, además de bacterias asociadas externamente a tejidos reproductivos. Esto sugiere que podrían existir diferentes mecanismos mediante los cuales determinados microorganismos permanecen asociados al huiro durante su desarrollo.

Los resultados refuerzan así la idea del huiro gigante como un holobionte dinámico, cuya relación con los microorganismos comienza desde etapas muy tempranas. Al mismo tiempo, la comunidad bacteriana cambia durante el desarrollo: algunas bacterias permanecen, mientras otras aumentan o disminuyen su presencia, lo que sugiere procesos de selección y reorganización del microbioma.

Finalmente, la autora principal de este estudio advirtió que los resultados no constituyen todavía una demostración definitiva de transmisión vertical desde el individuo parental hacia su descendencia. Usandizaga indicó que a pesar de que el estudio entrega evidencia consistente con una herencia bacteriana temprana, “serán necesarias nuevas herramientas para seguir microorganismos específicos entre generaciones y determinar qué funciones cumplen estas bacterias en el desarrollo, defensa o tolerancia al estrés del huiro gigante”.