La goletta Tara naviga tra le località di campionamento come parte di una spedizione di ricerca oceanica globale condotta tra il 2009 e il 2013. Un nuovo documento in Rapporti scientifici rivela la diversità di un gruppo poco compreso di protisti marini, che rappresenta una produzione significativa di questa spedizione. Credito:Fondazione Maeva Bardy/Tara Expeditions
Tecniche molecolari avanzate hanno rivelato la diversità di un gruppo poco compreso di microbi oceanici chiamati protisti, secondo una nuova pubblicazione in Rapporti scientifici . Il progetto ha analizzato i campioni raccolti dalla spedizione globale Tara Oceans, documentando i genomi che aiuteranno i ricercatori a identificare i protisti in tutto l'oceano.
"Così tanti protisti oceanici non possono essere cresciuti in laboratorio, quindi dobbiamo trovare il modo di interrogarli nel loro ambiente, "ha detto Mike Sieracki, autore principale dello studio. "Ogni goccia di acqua di mare contiene ecosistemi microbici di cui sappiamo molto poco, ed è urgentemente importante comprendere questo ecosistema fondamentale del nostro pianeta oceanico, Terra, e come reagisce al cambiamento."
I protisti formano alcune delle relazioni più complesse dell'oceano con altri membri della rete alimentare microbica, inclusi parassitismo e approcci al mangiare che combinano sia la fotosintesi che la predazione. Il team di ricerca ha analizzato i protisti provenienti da tutto l'Oceano Indiano e dal Mar Mediterraneo utilizzando la genomica unicellulare, una suite di tecniche molecolari che rivela i progetti genetici delle singole cellule. Questa è la prima volta che questo approccio è stato applicato a intere comunità microbiche provenienti da luoghi diversi.
Sieracki è attualmente direttore del programma in oceanografia biologica presso la National Science Foundation. Ha condotto questa ricerca mentre lavorava come ricercatore senior presso il Bigelow Laboratory for Ocean Sciences, dove ha contribuito a fondare il Single Cell Genomics Center dell'istituto. I ricercatori hanno utilizzato la tecnologia avanzata del Centro per ordinare e analizzare individualmente i protisti, rivelando un codice genetico che non era mai stato identificato prima.
"I protisti sono i predatori più numerosi dell'oceano, eppure sappiamo ancora molto poco su chi sono e cosa fanno in natura, " disse Ramunas Stepanauskas, un ricercatore senior e il direttore del Single Cell Genomics Center. "Stiamo iniziando a svelare la piena portata della diversità e dei ruoli ecologici di questi affascinanti componenti degli ecosistemi marini".
L'autrice dello studio Nicole Poulton scarica una micropiastra di cellule ordinate individualmente nel Single Cell Genomics Center del Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. Un nuovo giornale in Rapporti scientifici documenta i genomi di oltre 900 protisti unicellulari attraverso questo approccio avanzato, rivelando la diversità di questo gruppo poco compreso di microbi oceanici. Credito:Laboratorio Bigelow per le scienze oceaniche
I ricercatori hanno documentato oltre 900 genomi unicellulari, a cui gli scienziati di tutto il mondo potranno fare riferimento per identificare i protisti in futuro. Questo passaggio cruciale aiuterà i ricercatori a mappare le comunità microbiche utilizzando la metagenomica, un modo potente di analizzare simultaneamente intere comunità.
Il progetto, finanziato dalla National Science Foundation, rappresenta anche una scoperta importante e un risultato significativo della spedizione Tara Oceans. Questo viaggio in barca a vela ha campionato l'oceano globale tra il 2009 e il 2013, scattare un'istantanea delle comunità microbiche che prosperano in tutto il mondo e catturare l'incredibile variabilità della vita planctonica. Sieracki e Nicole Poulton, un altro autore sulla carta, entrambi hanno partecipato alla spedizione come scienziati guida.
"I protisti sono alcune delle prossime grandi incognite nell'oceano aperto, " disse Poulton, ricercatore presso il Bigelow Laboratory e direttore della Facility for Aquatic Cytometry. "Anche se sono molto meno abbondanti dei batteri, stiamo scoprendo che l'esame dei protisti rivela molta più complessità all'interno degli ecosistemi marini".
Il Bigelow Laboratory ospita i campioni raccolti dalla spedizione Tara Oceans per l'analisi di singole cellule. Poulton spera di utilizzare le stesse tecniche per esplorare i protisti di altre regioni oceaniche, colmando progressivamente le lacune nella nostra conoscenza dell'oceano e aiutando altri ricercatori a mappare le comunità microbiche in modo più dettagliato.
"La genomica unicellulare ci ha permesso di catturare e comprendere la biodiversità nell'oceano a un livello molto diverso da quello che era precedentemente disponibile, " Ha detto Poulton. "Questi genomi ci permetteranno di imparare come funzionano questi importanti microbi all'interno del loro ambiente".
