¿Cómo se produjo el paso de la vida desde los océanos a la colonización terrestre? ¿Jugaron los microorganismos un papel en ese proceso de terrestrialización? Estas preguntas, centrales en la historia evolutiva de los vertebrados, reciben una nueva pista desde una playa de Guam, en el archipiélago de las islas Marianas (Pacífico). Un equipo liderado por investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) sugiere que las comunidades microbianas que viven sobre los animales —el microbioma— pudieron haber sido relevantes en la adaptación a la vida fuera del agua.
El estudio, publicado en FEMS Microbiology Letters, analiza los microbiomas cutáneos de tres especies de blénidos (familia Blenniidae) evolutivamente cercanas que conviven en la misma zona intermareal, pero ocupan posiciones distintas a lo largo del gradiente entre el agua y la tierra. Utilizando secuenciación masiva de códigos de barras bacterianos (16S rRNA), los científicos compararon las comunidades de bacterias de la piel de los peces con las de las rocas donde habitan y el agua marina circundante.
Las tres especies son: Blenniella paula (o Blenniella caudolineata en algunas referencias de divulgación), un pez totalmente acuático que vive siempre sumergido; Praealticus labrovittatus, una especie anfibia que prefiere las charcas intermareales y ocasionalmente sale del agua; y Alticus arnoldorum, el saltarín de las rocas del Pacífico, considerado un pez “terrestre” porque pasa casi toda su vida adulta sobre las rocas costeras, por encima del nivel del agua.
Los resultados revelan un patrón claro. Mientras que las comunidades microbianas de las rocas son bastante similares entre sí, el microbioma de la piel de los peces difiere de forma progresiva. El del pez acuático es muy parecido al de las rocas sobre las que vive; el del anfibio ya muestra una divergencia notable; y la mayor diferencia se observa en Alticus arnoldorum, la especie más terrestre. Esta divergencia refleja fielmente la preferencia de cada especie por hábitats cada vez más expuestos al aire.
“Nuestros resultados indican que mientras las comunidades microbianas que hay sobre las rocas donde viven las tres especies son bastante parecidas entre sí, el microbioma difiere entre las especies de pez”, explica Iker Irisarri, investigador del MNCN-CSIC y coautor del trabajo. La piel de estos blénidos actúa como un filtro ecológico fuerte: las comunidades bacterianas asociadas a los peces son distintas de las ambientales, y esa diferencia se acentúa a medida que el estilo de vida se vuelve más terrestre.
Uno de los hallazgos más llamativos fue la mayor prevalencia de cianobacterias (bacterias fotosintéticas) en la piel del saltarín terrestre. Estos microorganismos, al igual que las plantas, utilizan la luz solar para producir su propio alimento y liberan oxígeno. Los investigadores especulan que podrían beneficiar al pez de dos maneras: facilitando la respiración cutánea mediante el oxígeno que liberan, o generando compuestos que lo protejan de la radiación solar. “De momento son solo especulaciones que necesitan ser testadas”, matiza Irisarri.
El análisis también identificó un enriquecimiento de órdenes bacterianos en la piel de los peces respecto al entorno, incluyendo géneros habituales en mucosa de peces (Vibrio, Alteromonas, Cetobacterium) y otros menos reportados en especies marinas acuáticas (Rubritalea, Granulosicoccus). En la especie más terrestre destacaba una mayor abundancia de Gammaproteobacteria y taxones asociados a mucosas y epífitas.
El estudio sugiere que las presiones selectivas específicas de cada zona del gradiente intermareal (submareal, intermareal y supramareal) están moldeando los microbiomas cutáneos. Estos datos apuntan a que el microbioma podría contribuir a las adaptaciones ecológicas y fisiológicas que permiten la vida anfibia y terrestre en estos peces tan especiales.
La importancia de los microbiomas en los procesos de terrestrialización se había propuesto previamente, pero hasta ahora existían datos muy fragmentarios. Este trabajo es el primero que examina los cambios del microbioma a lo largo del gradiente agua-tierra en especies de peces, ofreciendo una perspectiva nueva sobre cómo el hábitat y el hospedador interactúan para configurar las comunidades microbianas.
“La hipótesis que manejamos es que las comunidades microbianas pudieron ser muy relevantes en el salto evolutivo que supone pasar del medio acuático al terrestre, pero es necesario continuar experimentando y recabando datos genómicos para determinar si realmente existe una relación simbiótica beneficiosa entre bacterias y peces que les haya permitido adaptarse mejor al medio terrestre”, concluye Irisarri.
