Segons l’estudi, liderat per l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), els bacteris heteròtrofs que contenen gens de degradació del mercuri (gens mer) estan àmpliament distribuïts per l’oceà obert, el que té implicacions importants en el cicle biogeoquímic del mercuri. Alguns d’aquests bacteris mostren una gran capacitat metabòlica de degradació, fins i tot, de la forma més tòxica, el metilmercuri.
 

Un equip liderat per l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) ha revelat la distribució i capacitat dels bacteris heteròtrofs de degradar el mercuri oceànic. Els detalls de la investigació es recullen en un article publicat recentment a la revista Environmental Science and Technology.

“Fins ara teníem un coneixement fragmentat de la diversitat de microorganismes implicats en la degradació del mercuri, així com de la seva presència i capacitat de degradació, cosa que ens impedia desxifrar el seu paper en el cicle biogeoquímic del mercuri a l’oceà”, explica la investigadora de l’ICM-CSIC i una de les autores principals de l’estudi Silvia G. Acinas, que assegura que les dades proporcionades pel nou treball són clau per aprofundir en aquesta línia de recerca.

Així mateix, Acinas destaca que, fins ara, molt pocs estudis s’havien centrat en la detecció de gens de degradació del mercuri a l’oceà abastant diferents regions oceanogràfiques i profunditats, incloent-hi l’oceà batipelàgic (~4000 m de profunditat).

El metilmercuri, la forma de mercuri més perillosa

El 2013, més de 130 països van signar el Conveni de Minamata, un tractat mundial per protegir la salut humana i el medi ambient dels efectes nocius del mercuri. Tot i la gran preocupació mundial pel mercuri i, en particular, per la seva forma química orgànica, el monometilmercuri (MeHg), considerada una de les deu substàncies químiques més perilloses per a la salut pública, poc se sap sobre la manera en què es degrada el MeHg a l’oceà.

Per això, l’equip investigador va decidir centrar-se en els processos de degradació d’aquesta substància química, per a la qual cosa va analitzar una gran col·lecció de cultius de més de 2.000 bacteris procedents d’expedicions de circumnavegació mundial com Tara Oceans i Malaspina. Així mateix, van analitzar mostres d’estudis locals per tal de cobrir diferents regions oceanogràfiques i fondàries.

En aquest sentit, Isabel Sanz Sáez (ICM-CSIC), primera autora de l’estudi, assenyala que “l’ús de tècniques de cultiu tradicionals juntament amb enfocaments òmics i bioinformàtics moderns ens ha permès obtenir una visió més completa de la distribució dels gens encarregats de la degradació del mercuri, així com de les capacitats de degradació (presència de gens, tolerància i potencial de degradació) dels bacteris heteròtrofs que poden cultivar-se al laboratori. En concret, la combinació d’aquests enfocaments ens ha permès advertir que els gens de degradació del mercuri estan molt estesos a l’oceà, que és una cosa que desconeixíem”.

Gràcies a aquestes anàlisis, l’equip investigador va poder veure, a més, que aquests bacteris estan actius i no en estat latent o “adormits”, cosa que implica que són capaços de degradar el mercuri. “Descriure aquesta activitat metabòlica, especialment en aigües profundes de l’oceà, té importants implicacions en el cicle biogeoquímic de l’Hg, ja que aporta informació sobre les raons per les quals s’incrementen els nivells de metilmercuri i, en última instància, pot ajudar a entendre millor les cadenes tròfiques marines i com afecta el mercuri als diferents nivells de la cadena i a la salut humana”, afirma la investigadora Andrea G. Bravo (ICM-CSIC), també coautora de l’estudi.

El paper dels bacteris marins heteròtrofs

Molts dels microorganismes descrits en aquest estudi mostren una gran tolerància a les formes tòxiques del mercuri, ja que poden tolerar concentracions molt superiors a les que es troben de manera natural a l’oceà. De tots ells, destaca l’espècie Alteromonas mediterrania, que presenta la major tolerància i és capaç de degradar el MeHg en 24 hores, un període de temps molt curt.

En aquest sentit, Olga Sánchez, investigadora del Departament de Genètica i Microbiologia de la UAB i coautora de l’estudi, apunta que “aquesta és la primera vegada que s’estudia la tolerància de les espècies Alteromonas i Marinobacter al metilmercuri”, i afegeix que “el treball estableix les bases per dissenyar estudis de bioremediació en què es puguin utilitzar bacteris per a la degradació d’ecosistemes contaminats per mercuri, com és el cas dels sediments marins contaminats”.

Finalment, l’equip investigador coincideix en el fet que les investigacions futures haurien de centrar-se a descriure l’abundància i activitat dels gens de degradació del mercuri en àrees menys explorades les regions polars amb l’objectiu de revelar els factors ambientals que promouen una dispersió més gran d’aquests gens en els ecosistemes marins.

Article de referència
Sanz-Sáez, I., et al. (2022). Prevalence of heterotrophic methylmercury detoxifying bacteria across oceanic regions. Environ. Sci. Technol. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c05635

 

Instituto de Análisis Económico (IAE)
Instituto de Análisis Económico (IAE)

Ariba: Bacteria Alteromonas mediterranea ISS312 creciendo en un medio con metilmercurio sacada por microscopia electrónica de transmisión / ICM-CSIC i UAB. Debajo: Distribución de los genes (de las bacterias) de degradación del mercurio en el océano batipelágico tropical y subtropical / ICM-CSIC i UAB