Resumen de Comunidades microbianas en sedimentos marinos contaminados por el vertido del Prestige
Luis Alejandro Acosta Gonzalez
Los ecosistemas costeros son ambientes vulnerables a la contaminación por vertidos de petróleo cuyos efectos ocasionan problemas ecológicos y socioeconómicos que perduran por mucho tiempo. El vertido accidental del Prestige ocurrido en 2002 contaminó zonas costeras desde Galicia hasta el País Vasco, alcanzando incluso algunas zonas de Francia. Las labores manuales de limpieza se llevaran a cabo principalmente en las zonas litorales, de fácil acceso, mientras que en los sedimentos sub-litorales (sumergidos) afectados por la contaminación las labores de recuperación fueron más complicadas. Comparada con suelos o acuíferos contaminados, la ecología microbiana de estos ambientes ha sido poco estudiada. Para entender la respuesta de la microbiota autóctona ante la presencia del vertido del Prestige, decidimos analizar muestras de un área contaminada a los 18 y 53 meses de ocurrida la catástrofe. Tres profundidades del sedimento fueron analizadas: la zona superficial con más influencia del oxígeno; la zona de transición (condiciones oxidantes/reducidas) y la zona anaerobia. Además, realizamos experimentos en microcosmos para simular y comparar eventos de contaminación accidental. Las comunidades microbianas se caracterizaron mediante metodologías clásicas de microbiología y biología molecular: el recuento de degradadores aerobios y anaerobios mediante la técnica del número más probable; el análisis de la diversidad microbiana mediante microscopia de fluorescencia (FISH), librerías de ARNr 16S y piro-secuenciación del mismo gen; la detección de genes de degradación anaerobia de hidrocarburos, y finalmente el análisis funcional mediante metagenómica.
Aunque los metabolismos aerobio y desnitrificante asociados a la degradación de hidrocarburos fueron importantes en los sedimentos analizados comparados con resultados en estudios similares, el metabolismo dominante fue la sulfato-reducción, como era de esperar en este tipo de ambientes anóxicos. Los resultados de altos recuentos de oxidadores de hidrocarburos aerobios y anaerobios pusieron en evidencia el potencial degradador de las comunidades que habitan estos sedimentos. Paralelamente, la presencia de genes específicos de degradación anaerobia de compuestos aromáticos (tolueno y metil-naftaleno) y alifáticos (alcanos) corroboró el potencial degradador y además permitió correlacionar la presencia de dichos genes con los tipos de contaminantes más comunes en las muestras. La toxicidad de los hidrocarburos produjo una disminución en el número de células y resultó especialmente aguda en el caso del microcosmos contaminado con naftaleno. A pesar de ello, el porcentaje de la fracción cultivable de organismos oxidadores de hidrocarburos fue alta y aumentó en los casos de mayor contaminación.
Especies de Proteobacteria, especialmente Deltaproteobacteria y Gammaproteobacteria, dominaron las librerías de ARNr 16S. Dentro de Deltaproteobacteria, el orden Desulfabacterales fue el más abundante y por primera vez se describió la presencia de mixobacterias en sedimentos marinos contaminados. La piro-secuenciación del gen ARNr 16S permitió confirmar la dominancia de los grupos descritos anteriormente. Por otra parte, la diversidad de las comunidades microbianas de los microcosmos cambió drásticamente en comparación al resultado obtenido de la caracterización in situ, especialmente en el tratamiento con naftaleno, donde más del 60% de las secuencias correspondían a un grupo no cultivable, OD1/Parcubacteria, poco descrito en sedimentos marinos aunque sí en ambientes anóxicos como aguas profundas de lagunas o biodigestores.
Los datos de la piro-secuenciación se utilizaron para hacer una comparación global de la diversidad presente en sedimentos costeros contaminados y no contaminados. No se detectó un patrón de diversidad determinante, pero de manera general se pudo observar que dentro de los grupos de organismos que son abundantes hay mayores similitudes entre sí, que entre los grupos de organismos de ambientes no contaminados. La importancia de Proteobacteria en las muestras contaminadas no fue reveladora, pero el análisis detallado a niveles taxonómicos inferiores sí permitió establecer la importancia de ciertos grupos en estos ambientes dentro de Proteobacteria (Desulfobacterales en Deltaproteobacteria, y Alteromonadales y Chromatiales en Gammaproteobacteria) o dentro de Bacteroidetes (Flavobacteriales).
Por último , el análisis de los metagenomas produjo resultados poco esperados. Por una parte, el tratamiento con petróleo no produjo muchos cambios a nivel funcional respecto al control sin contaminar, a pesar de que la diversidad microbiana cambió significativamente. Esto implica que las comunidades están pre-adaptadas a la contaminación. Por otra parte, y como se mencionó anteriormente, el tratamiento de naftaleno ejerció una presión selectiva mayor sobre las comunidades dominantes. Curiosamente, la mayoría de genes asociados a metabolismo de degradación de aromáticos se encontraron en este metagenoma. Nuestros resultados no permiten determinar si el grupo OD1/Parcubacteria juega un papel en la degradación de compuestos tóxicos.
De manera general, se observó que el historial de contaminación de estos sedimentos es el determinante de la capacidad de degradación de las comunidades microbianas. Los resultados descritos anteriormente permiten predecir una respuesta potencialmente activa de la microbiota frente a la contaminación.
