Aplican un simulador del cambio climático para comprobar los efectos de las altas temperaturas en las microalgas

Un equipo de investigación de la Universidad de Málaga aplica un simulador del cambio climático para comprobar los efectos de las altas temperaturas en las microalgas. De este modo, los científicos confirman que estos microorganismos evolucionarán para sobrevivir en estas condiciones ambientales, pero disminuirán su crecimiento y su capacidad de fotosíntesis cuando aumente la salinidad del agua, producto de las alteraciones climáticas.

Los expertos han extraído sus conclusiones con la microalga verde Chlamydomonas reinhardtii, que se encuentra en ecosistemas de agua dulce como las lagunas. La eligieron porque es un organismo modelo, es decir, los investigadores podían extraer conclusiones aplicables a otras especies de microalgas de agua dulce. “Además, son la base de la cadena alimentaria de estos entornos. También sirven para desarrollar biocombustibles, bioenergía y para eliminar contaminantes del medio natural, entre otras aplicaciones”, comenta a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Málaga Ignacio Melero.

Cultivo de microalgas. Fuente: Universidad de Málaga.

La capacidad de adaptación de estos microorganismos se ha producido a lo largo de millones de años hasta la actualidad. Sin embargo, el rápido aumento de la temperatura y la salinidad a causa del cambio climático supone un nuevo escenario ambiental al que deben enfrentarse. “El incremento de las temperaturas y las alteraciones meteorológicas, entre otros factores, producen un deterioro en las cualidades de los entornos acuáticos en los que habitan. Por eso, queríamos comprobar en qué condiciones dejarían de sobrevivir”, destaca Ignacio Melero.

Factores ambientales y genéticos

En el estudio titulado ‘Changes in the growth rate of Chlamydomonas reinhardtii under long-term selection by temperature and salinity: Acclimation vs. evolution’ y publicado en Science of the Total Enviroment, los científicos explican que esta microalga evoluciona por selección natural, es decir, sufre cambios físicos que favorece su supervivencia ante condiciones ambientales adversas.

Las microalgas se reproducen mediante división celular. Estos es, cuando una célula se divide para formar otras nuevas. Las variaciones genéticas de estos microorganismos se desarrollan durante este proceso. “En concreto, se producen errores en la replicación del ADN que dan lugar a mutaciones. Éstas pueden provocar rasgos ventajosos como ocurre, por ejemplo, con las nuevas cepas de gripe que surgen cada año”, añade Ignacio Melero.

Imagen al microscopio de ‘Chamydomonas reinhardtii’. Fuente Universidad de Málaga

Para comprobar cómo y por qué se desarrollaban estos cambios ventajosos, los investigadores tomaron muestras de Chlamydomonas reinhardtii en su entorno natural y la aislaron de otros microorganismos. Después, aplicaron un diseño de evolución experimental, es decir, simularon las condiciones de temperatura y salinidad que ocurrirán en el futuro en el ecosistema de este microorganismo a causa del cambio climático. De este modo, pudieron seleccionar y analizar las mutaciones ventajosas para observar sus mecanismos biológicos de supervivencia. De este modo, pudieron observar su respuesta en términos de fotosíntesis y división celular.

Hasta 350 generaciones

En concreto, crecieron las diferentes cepas en cámaras de cultivo que simulaban las condiciones del cambio climático de tres formas distintas. Una emulaba un incremento de la temperatura, otra un aumento de la salinidad, y la tercera un escenario donde ambas condiciones variaban a la vez. De este modo, observaron alteraciones en el crecimiento de hasta 350 generaciones de microalgas durante seis meses.

El experimento mostró que las microalgas se beneficiaban del aumento de temperatura. Sin embargo, la capacidad de adaptación fue muy baja cuando se incrementó la salinidad. “El aumento de este factor está condicionado por el aumento de la temperatura. En última instancia, el cambio global podría desencadenar que esta microalga reduzca su capacidad para hacer la fotosíntesis y se reproduzca menos. Esto también causaría una disminución de la biodiversidad en el futuro”, concluye Ignacio Melero.

Entornos de agua dulce. Fuente: Pixabay.

Actualmente, los miembros del Departamento de Botánica y Fisiología Vegetal enfocan su labor en analizar los mecanismos genéricos que permiten la adaptación de estos microorganismos en ambientes con temperaturas cada vez más elevadas.

Este estudio ha sido financiado por los proyectos CGL2017-87314-P y PID2020-118045GB-I00 del Ministerio de Ciencia e Innovación y fondos propios de la Universidad de Málaga.

Referencias

Melero-Jiménez, I.J.; Bañares-España, E.; García-Sánchez, M.J & Flores-Moya, A. (2022). ‘Changes in the growth rate of Chlamydomonas reinhardtii under long-term selection by temperature and salinity: Acclimation vs. evolution’. Science of the Total Enviroment 822, 153467.

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