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Este trabajo, en el que participa el Dr. Ignacio Luque -Científico Titular del CSIC en el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis-, en colaboración con los equipos de los Drs. José Manuel García Fernández y Jesús Díez de la Universidad de Córdoba y el del Dr. Mikhail V. Zubkov del National Oceanography Centre (Southampton, Reino Unido) se publica esta semana en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA.
Los océanos constituyen el 70% de la superficie total del planeta y la vida en ellos representa una fuente inagotable de interés científico. Aunque en general no percibimos este aspecto, la actividad biológica de los seres vivos tiene una trascendencia fundamental en fenómenos que ocurren a escala planetaria. Por ejemplo, el oxígeno de la atmósfera proviene, principalmente, de la actividad biológica de organismos fotosintéticos, entre los que se encuentran las cianobacterias, que son extremadamente abundantes en el océano. Estos organismos constituyen también un sumidero importante de CO₂, uno de los gases del efecto invernadero, y son productores primarios cuantitativamente importantes, esto es, contribuyen de forma significativa la incorporación de materia orgánica a la biosfera.
El artículo de Muñoz-Marín y colaboradores está dedicado al estudio del metabolismo nutricional de Prochlorococcus, una cianobacteria marina cuyo hábitat ocupa grandes extensiones del océano, y que es probablemente el organismo fotosintético más abundante del planeta. Durante mucho tiempo, la comunidad científica ha considerado a Prochlorococcus como un organismo autotrófico: un organismo que sólo puede sobrevivir produciendo su propia materia orgánica por fotosíntesis.
Estudios previos del equipo de la Universidad de Córdoba habían demostrado que Prochlorococcus puede absorber glucosa en el laboratorio, pero el mecanismo de absorción y su ocurrencia en el océano no se conocían. En el trabajo que ahora publican Muñoz-Marín y colaboradores se identifica el gen Pro1404, que codifica un transportador de glucosa de alta afinidad capaz de realizar el transporte de glucosa en un amplio rango de concentraciones, incluyendo las concentraciones nanomolares a las que se encuentra la glucosa normalmente en el océano.
Este transportador muestra una cinética de transporte de tipo multifásico, que podría ayudar a Prochlorococcus a adaptar rápidamente su transporte de glucosa tanto a las bajas concentraciones habituales en el océano, como a incrementos repentinos debidos a enriquecimientos en glucosa transitorios. Además, en este trabajo se presentan pruebas de que Prochlorococcus absorbe glucosa en su hábitat natural, en la zona central del Océano Atlántico, donde se midieron concentraciones de glucosa que oscilaban entre 0.5 y 2.7 nanomolar. Aunque el modo de vida de Prochlorococcus se basa en un metabolismo fundamentalmente fotoautotrófico, la absorción de glucosa es más ventajosa desde un punto de vista energético que su síntesis. Muñoz-Marín y col. sugieren que Prochlorococcus es un productor primario capaz de ajustar su metabolismo para beneficiarse energéticamente de las condiciones de su medio ambiente.
Por tanto, estos resultados indican que, además de producir su propia materia orgánica mediante la fotosíntesis, Prochlorococcus está también capacitado para utilizar materia orgánica producida por otros seres vivos. Teniendo en cuenta la enorme abundancia de este organismo, este descubrimiento es de gran relevancia para entender el funcionamiento de los ecosistemas en los océanos de nuestro planeta.