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Nematofauna bajo el lente: explorando el uso de la secuenciación masiva en el Caribe mexicano en tiempos de sargazo

Artículo de divulgación

Nematofauna bajo el lente: explorando el uso de la secuenciación masiva en el Caribe mexicano en tiempos de sargazo

20 febrero, 2024

Convocatoria cerrada
Arely Martínez Arce

armartarce@ecosur.mx

*Arely Martínez Arce, El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Chetumal.
Arce, Tecnológico Nacional de México, I. T. Chetumal. Posgrado en Ciencias

Los ecosistemas costeros son entornos de complejidad y diversidad marina asombrosa, el Caribe mexicano se caracteriza por ser un lugar emblemático que ofrece diferentes beneficios a toda la población, permitiendo, por ejemplo, la investigación científica, la provisión de alimentos y la recreación de un gran número de personas, tanto locales como extranjeras (Navarro & Vázquez, 2019) (Fig.1). Este ecosistema es importante desde el punto de vista de la diversidad de especies, aquí pueden habitar peces, crustáceos, moluscos, y una amplia variedad de invertebrados marinos, entre ellos, estrellas de mar, erizos, anemonas, y un gran etcétera (Ardisson et al., 2011). El ecosistema costero es refugio para una diversidad de peces y aves migratorias, alimenta a otros vertebrados e invertebrados. Puede actuar como una barrera natural frente a tormentas, absorbiendo la energía del oleaje para reducir el efecto de las inundaciones (Ardisson et al., 2011).

Durante casi una década, los ecosistemas costeros del Caribe mexicano han enfrentado desafíos ambientales y científicos sin precedentes debido a la inesperada llegada del sargazo, un alga flotante originaria del Mar de los Sargazos en el océano Atlántico, que llega al Caribe a través de las corrientes oceánicas (Lopéz-Contreras et al., 2022). Esta alga ha experimentado un crecimiento excesivo debido a diversos factores como la afluencia de contaminantes terrestres, el aumento de la temperatura superficial del mar y cambios en los patrones de circulación oceánica, entre otros (van Tussenbroek et al., 2017; Chávez et al., 2020; López et al., 2020; Rodríguez-Martínez et al., 2020), convirtiéndose así en un problema ambiental significativo (Fig. 2). El fenómeno natural del sargazo ha generado cuestionamientos sobre la afectación que produce en la zona costera. Dicha afectación provoca mala calidad del agua debido a la acumulación y descomposición de grandes cantidades de sargazo. Esto propicia la mortandad de un sinfín de organismos, por la disminución de oxígeno disuelto en el agua, el aumento de la temperatura de hasta 5 °C y valores de pH ácidos (Chávez et al., 2020). Por lo que diversos especialistas realizamos estudios científicos, en aras de contribuir con información que permita mitigar la situación y tener un mejor manejo, conservación y gestión de este frágil ecosistema.

Actualmente, uno de los aspectos menos conocidos en torno a la llegada del sargazo al ecosistema costero es la afectación que tiene en la nematofauna. Grupo diverso y abundante de gusanos metazoarios que habitan, junto con otros microinvertebrados, entre los pequeños espacios intersticiales de los granos de arena, descomponiendo la materia orgánica y estructurando las comunidades bacterianas (Heip et al., 1985). Tienen un papel fundamental en los sedimentos marinos, pues intervienen también en el reciclaje de una gran cantidad de nutrientes, entre ellos carbono, nitrógeno y fosforo (Semprucci et al., 2015). Este reciclaje constante de nutrientes es fundamental para garantizar su disponibilidad para el consumo de otros organismos y para el ecosistema en general, de tal forma que, los nematodos marinos son grandes recicladores activos durante los ciclos biogeoquímicos (Heip et al., 1985).

Debido a su diminuto tamaño (< 1 mm), generalmente los nematodos marinos pasan desapercibidos, pero desde el punto de vista ambiental, son organismos esenciales para la salud del ecosistema (Moreno et al., 2011; Hua et al., 2021). Son considerados elementos bioindicadores, por ejemplo, ante eventos de contaminación por hidrocarburos, metales pesados, u otros contaminantes los nematodos tienen una respuesta rápida a estos cambios (Balsamo et al., 2012; Semprucci et al., 2015). Su limitada capacidad de dispersión les obliga a permanecer en el sitio afectado, por lo que, cuando ocurre una alteración en su hábitat, incluso si es pequeña, la comunidad de nemátodos denota respuestas estructurales, como disminución de sus abundancias, desaparición de especies sensibles, dominancia de especies tolerantes (Bongers, 1990). En China, por ejemplo, un estudio realizado con nematodos como bioindicadores para conocer la calidad ambiental de la bahía Bohai, reveló que la diversidad de estos organismos estuvo determinada por la alta presencia de metales como manganeso (Mn) y cobalto (Co), mientras que variables ambientales como temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y materia orgánica entre otros, no tuvieron una influencia significativa en la composición de la comunidad (Hua et al., 2021).

De ahí que, por medio del proyecto que realizo actualmente se esté efectuando un esfuerzo por comprender la relación entre el sargazo y la nematofauna que habita en diferentes localidades del Caribe mexicano (Fig. 3 y 4). Para el monitoreo estoy implementando una tecnología revolucionaria: la secuenciación masiva, específicamente mediante el “metabarcoding”. Esta técnica de análisis genéticos es de las más avanzadas hasta ahora y tomando muestras de sedimento marino (Fig. 5) nos sirve para explorar el ADN de los organismos de una manera más profunda y precisa (Taberlet et al., 2012). Permite descifrar simultáneamente, regiones específicas del ADN de una comunidad completa de nematodos (Holovachov et al., 2017). Mediante esta técnica se pueden realizar comparaciones de las secuencias de diferentes sitios estudiados, analizando masivamente los datos genéticos en un tiempo relativamente corto y desentrañar las identidades de la fauna de un gran número de nematodos presentes. Con este conocimiento se infiere qué cambios estructurales pueden estar ocurriendo en la comunidad de nematodos en un mismo sitio a lo largo de un periodo de tiempo, además de poder hacer comparaciones de la respuesta entre sitios, lo cual brinda una idea más amplia de la capacidad de adaptación que puede llegar a tener la comunidad de nematodos ante la presencia masiva del sargazo.

En la presente investigación nos estamos aventurando en el fascinante mundo de la secuenciación masiva de la nematofauna marina para conocer los efectos potenciales del sargazo sobre estos individuos, pero también podremos tener una visión más amplia de la capacidad de resiliencia de los nematodos y conocer parte del estado de salud del ecosistema ante este fenómeno. Se espera que nuestros resultados revelen cambios significativos en la diversidad y composición de las comunidades de nematodos, lo cual podrá sugerir que el fenómeno del sargazo tiene un impacto profundo en estos organismos microscópicos y, por su extensión, en la estructura y función de los ecosistemas costeros.

Artículo de divulgación científica publicado en la Gaceta #69 del Sistema de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico del Estado de Yucatán (SIIDETEY), página: de la 30 a la 33,  y de la cual participa ECOSUR como comité editorial.

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