Las branquias de peces de arrecife albergan bacterias con potencial quimiosintético

Las branquias de un pez no son solo una superficie para intercambiar oxígeno con el agua. También pueden ser un hábitat para comunidades de microorganismos. Un estudio realizado con peces de arrecife del Caribe encontró que esas comunidades son distintas de las que flotan en el agua cercana y detectó una bacteria muy extendida cuyo ADN contiene genes asociados con la quimiosíntesis.

La quimiosíntesis es una forma de obtener energía a partir de reacciones químicas, en vez de la luz solar. Algunas bacterias usan, por ejemplo, compuestos de azufre y fijan dióxido de carbono para producir materia orgánica. El proceso es conocido en ambientes como las fuentes hidrotermales del fondo oceánico y en asociaciones con algunos invertebrados marinos, pero apenas se había explorado si podía aparecer en las branquias de los peces.

El equipo analizó el ADN presente en 353 muestras de tejido branquial de 15 especies del género Hypoplectrus, recolectadas en ocho sitios del Gran Caribe a lo largo de 13 años. Esta estrategia, llamada metagenómica, permite estudiar de manera conjunta el material genético de los microorganismos de una muestra, incluso cuando no se los puede cultivar en el laboratorio. A partir de esos datos, los investigadores reconstruyeron 70 genomas microbianos parciales o casi completos, agrupados en 17 linajes; muchos parecen corresponder a especies aún no descritas.

Al comparar las muestras de branquias con muestras de agua de arrecife, hallaron muy poco solapamiento entre ambas comunidades. Una línea de bacterias de la familia Burkholderiaceae llamó especialmente la atención: apareció en 118 de 233 muestras de branquias evaluadas con ese análisis, en distintas especies, lugares y años, pero no fue detectada en las 19 muestras de agua usadas como referencia. Sus genomas contenían conjuntos completos de genes necesarios para fijar carbono y oxidar azufre, dos componentes clave de una posible quimiosíntesis.

El resultado sugiere que las branquias seleccionan un ambiente microbiano más especializado de lo que cabría esperar si solo acumularan microorganismos del agua que las rodea. También amplía la idea de qué puede revelar el ADN ambiental: no solo permite saber quiénes están presentes, sino inferir qué capacidades metabólicas podrían tener. En arrecifes que cambian por el calentamiento, la contaminación y otras presiones, entender esas asociaciones invisibles puede ayudar a describir con mayor precisión cómo viven los peces en su ambiente.

Sin embargo, los genes no demuestran por sí solos que las bacterias estén realizando quimiosíntesis dentro de las branquias ni que aporten un beneficio al pez. El estudio tampoco puede establecer todavía cómo se adquiere esa bacteria, cuál es su papel en la comunidad microbiana o si el patrón se repite en otros grupos de peces. Además, la comparación con el agua se hizo con un número menor de muestras y en un único sitio, aunque los autores observaron que la señal en las branquias se mantenía en distintas localidades y años. Medir la actividad de esos genes y seguir a las bacterias en condiciones naturales será necesario para pasar de un potencial escrito en el ADN a una función comprobada.