{"id":9900,"date":"2020-03-23T11:10:54","date_gmt":"2020-03-23T17:10:54","guid":{"rendered":"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=9900"},"modified":"2020-03-23T11:10:54","modified_gmt":"2020-03-23T17:10:54","slug":"cuatro-cienegas-coahuila-el-misterio-del-lugar-mas-diverso-del-planeta","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=9900","title":{"rendered":"CUATRO CI\u00c9NEGAS COAHUILA: EL MISTERIO DEL LUGAR M\u00c1S DIVERSO DEL PLANETA"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a><\/p>\n

Valeria Souza Sald\u00edvar*, Susana de la Torre-Zavala**, Nahui Olin Medina-Ch\u00e1vez**<\/p>\n

CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 23, No.100 marzo-abril 2020<\/p>\n

El valle de Cuatro Ci\u00e9negas (CC), en Coahuila, es un oasis biol\u00f3gicamente extraordinario que en la actualidad se encuentra en peligro de desaparecer. En este momento sabemos que CC representa una \u201cm\u00e1quina del tiempo\u201d hiperdiversa en la que sus comunidades microbianas forman tapetes microbianos, estromatolitos ricos en linajes end\u00e9micos que se separaron de sus parientes marinos hace mucho tiempo, pero que siguen siendo funcionalmente similares a las comunidades que habitaron los mares del pasado remoto (Moreno-Letelier et al<\/em> ., 2012; Souza et al<\/em>., 2006; 2018; 2012). Tambi\u00e9n sabemos, por estudios de reloj molecular, que muchos de estos linajes se han diversificado s\u00f3lo en Cuatro Ci\u00e9negas desde hace cientos de millones de a\u00f1os (Souza et al<\/em>. , 2018). Es fascinante que esta afiliaci\u00f3n marina y enorme diversidad se detecte tambi\u00e9n en las comunidades de virus (Desnues et al<\/em>., 2008; Taboada et al<\/em>. , 2018), las cuales son una imagen en espejo de la muy amplia diversidad y heterogeneidad entre sitios de presas potenciales.<\/p>\n

En parte, para entender al mundo perdido tenemos que entender el origen del agua en este oasis. El agua en CC no solamente viene de la recarga por lluvias en las sierras que rodean al valle, una parte importante viene de un manto fre\u00e1tico profundo, donde una bolsa magm\u00e1tica ocasiona que el agua de sus manantiales sea rica en azufre y pobre en ox\u00edgeno (Wolaver et al<\/em> ., 2012).<\/p>\n

\"\"<\/a>

Figura 1. Vista a\u00e9rea de las Pozas de Cuatro Ci\u00e9negas (imagen: Miguel \u00c1ngel de la Cueva).<\/p><\/div>\n

Por otra parte, creemos que este manto fre\u00e1tico profundo, adem\u00e1s de formar el humedal, lo enriquece biol\u00f3gicamente, ya que contiene la microbiota profunda, misma que funciona no s\u00f3lo como comunidad fundadora al abrirse una poza, tambi\u00e9n como seed bank , un banco de especies y funciones que hacen de \u00e9ste un sistema resiliente y din\u00e1mico. La mayor parte de esta microbiota de las profundidades est\u00e1conformada por lo que se conoce como \u201cbi\u00f3sfera rara\u201d (microorganismos poco abundantes). En el caso de CC la bi\u00f3sfera rara es muy diversa y forma la mayor parte de todos los metagenomas de CC que hemos analizado (Peimbert et al<\/em> ., 2012; Bonilla-Rosso et al<\/em>., 2012; Lee et al<\/em> ., 2017; De Anda et al<\/em> ., 2017; 2018), no s\u00f3lo haciendo a cada sitio \u00fanico, sino que es parte central de las interacciones poblacionales y de los ciclos biogeoqu\u00edmicos de CC.<\/p>\n

Es muy posible que la enorme biodiversidad del oasis de CC se deba, de manera aparentemente parad\u00f3jica, a la falta de nutrientes, ya que el sistema ultraoligotr\u00f3fico que caracteriza a este oasis, lo a\u00edsla efectivamente de los organismos adaptados a ambientes ricos en f\u00f3sforo (P), como la mayor\u00eda de los organismos actuales (Elser et al<\/em>., 2005; Tapia-Torres et al<\/em> ., 2016; Souza et al<\/em>. , 2018). Al mismo tiempo que la oligotrof\u00eda a\u00edsla a CC de organismos migrantes potenciales de otras comunidades fuera del valle, tambi\u00e9n la a\u00edslan de las comunidades vecinas, existiendo un fuerte antagonismo, mediado por antibi\u00f3ticos, contra todos los organismos que no son locales (P\u00e9rez-Guti\u00e9rrez et al<\/em>. , 2012; Aguirre-Von Wobeser, 2013; 2015; Ponce-Soto et al<\/em>. , 2015, Arocha et al<\/em> ., 2017). As\u00ed, las comunidades locales de CC parecen haber coevolucionado identificando a los que cooperan y evitando \u201ca los tramposos\u201d, que pudieran usar los bienes comunes sin aportar su parte.<\/p>\n

Apoyando esta idea de comunidad cohesiva, hemos encontrado que las comunidades bacterianas locales de CC tienen fuertes codependencias nutricionales, por lo que no pueden crecer solas (Alcaraz et al<\/em>. , 2008; Rodr\u00edguez-Torrez et al<\/em>. , 2017), sugiriendo un proceso coevolutivo recientemente bautizado como \u201cReina Negra\u201d (Morris et al<\/em>., 2012), donde en condiciones limitantes, cada especie se especializan en hacer algo, reducen su genoma y funciones potenciales, lo que les permite crecer mejor dentro de la comunidad, pero a costa de no poder invadir otros ambientes. Esta adaptaci\u00f3n local extrema se traduce en una fuerte diferenciaci\u00f3n geogr\u00e1fica, e incrementa la llamada diversidad beta (Bonilla-Rosso et al<\/em>. , 2012; Espinosa-Asuar et al<\/em> ., 2015).<\/p>\n

Sin embargo, al irse reduciendo los niveles de agua en el humedal de CC, en particular en el sistema del Churince, donde el agua superficial ya se perdi\u00f3 (Souza et al<\/em>. , 2018), no s\u00f3lo encontramos que el ciclo del azufre se perturba al bajar el nivel del agua (De Anda et al<\/em>. , 2018) tambi\u00e9n cambian las relaciones entre los miembros microbianos de las comunidades. As\u00ed, existen m\u00e1s antagonismos en las comunidades con menos humedad que en las m\u00e1s h\u00famedas (De Anda et al<\/em> ., 2018).<\/p>\n

\"\"<\/a>

Figura 2. Pozas Azules con estromatolitos vivos en el Rancho de Pronatura, en Cuatro Ci\u00e9negas, Coahuila (imagen: Miguel \u00c1ngel de la Cueva).<\/p><\/div>\n

En marzo de 2016 descubrimos en CC, en el rancho de Pronatura Pozas Azules, unos tapetes microbianos que forman estructuras que recuerdan domos y que son el\u00e1sticas, claramente visibles s\u00f3lo cuando llueve y hay agua superficial en la muy somera poza donde se encuentran. Estos \u201cdomos\u201d son una especie de burbuja formada por un complejo tapete microbiano, donde en su capa m\u00e1s externa se encuentran arqueas hal\u00f3filas y bacterias fotosint\u00e9ticas, tanto oxig\u00e9nicas como dependientes del azufre, y en su interior dominan arqueas metan\u00f3genas y bacterias del azufre, aparentemente recreando las condiciones an\u00f3xicas dominadas por metano y vol\u00e1tiles del azufre de la atm\u00f3sfera en la Era del Arqueano, hace m\u00e1s de 2500 millones de a\u00f1os.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Figura 3. Dra. Valeria Souza en el sitio de estudio \u201cDomos del Arqueano\u201d, situado en el Rancho de Pronatura, en Cuatro Ci\u00e9negas, Coahuila (imagen: David Jaramillo).<\/p><\/div>\n

Si en el Churince, cuando no hay agua parecen dominar las relaciones antag\u00f3nicas, \u00bfqu\u00e9 ocurre en un sitio donde las perturbaciones son \u201cnormales\u201d y sus tapetes microbianos parecen tener cualidades muy particulares?, \u00bfpor qu\u00e9 en CC sobrevivieron estos linajes tan antiguos?, \u00bfes realmente CC una singularidad comparado con otras comunidades microbianas de nuestro planeta?, \u00bfc\u00f3mo funcionan estos tapetes microbianos en los domos de Pozas Azules, su estructura y funci\u00f3n responden a la presencia de agua?, \u00bfqu\u00e9 interacciones poblacionales y procesos qu\u00edmicos dominan en estos domos y como cambian en el tiempo?<\/p>\n

\"\"<\/a>

Figura 4. El \u201cChurince\u201d, en Cuatro Ci\u00e9negas, Coahuila (imagen: Miguel \u00c1ngel de la Cueva).<\/p><\/div>\n

Datos nuevos a\u00fan no publicados (Medina-Ch\u00e1vez et al<\/em> ., sometido; Espinosa-Asuar, sometido) de una poza particular que denominamos \u201cDomos del Arqueano\u201d nos indican que esta bi\u00f3sfera rara en \u00e9poca de lluvias, cuando la poza est\u00e1 h\u00fameda, hace de este sitio el m\u00e1s diverso del mundo tanto para Arqueas
\n(datos metagen\u00f3micos) como para Bacteria . Utilizando NExtGen con tags de 16S a muy alta cobertura, encontramos que diez muestras de tapete microbiano (una cada 10 cm) en un transecto de 1.5 m, hay m\u00e1s de 700,000 diferentes OTU (Unidad Operativa Taxon\u00f3mica al 97% de identidad), siendo que cada sitio es \u00fanico, a\u00fan a una escala de cm; por otra parte, cuando la poza est\u00e1 h\u00fameda por medio de metagen\u00f3mica, se detect\u00f3 que los virus aumentan de manera notable llegando a conformar 28% de los reads<\/em> (Medina-Ch\u00e1vez et al<\/em> ., sometido). Sin lugar a dudas esto es extraordinario y totalmente inesperado, y estamos tratando de entender el porqu\u00e9 y el c\u00f3mo pueden coexistir tantas especies, sobre todo poco abundantes, en un sitio fluctuante y poliextrem\u00f3filo (hipersalino, alcalino y oligotr\u00f3fico).<\/p>\n

Nuestra hip\u00f3tesis es que existe una retroalimentaci\u00f3n ecoevolutiva, donde las interacciones determinan al ambiente y \u00e9ste, como resultado, cambia constantemente forzando a la comunidad a adaptarse a las nuevas interacciones fomentadas por la din\u00e1mica de los virus y de la biosfera rara, misma que produce una gran cantidad de metabolitos y cuya firma qu\u00edmica tambi\u00e9n es \u00fanica en cada sitio (Buenrostro, 2020).<\/p>\n

 <\/p>\n

*Universidad Nacional Aut\u00f3noma de M\u00e9xico.
\n** Universidad Aut\u00f3noma de Nuevo Le\u00f3n.
\nContacto: souza@unam.mx<\/p>\n

<\/h4>\n

REFERENCIAS<\/h4>\n

Desnues, C., Rodr\u00edguez-Brito, B., Rayhawk, S., et al<\/em>. (2008). Biodiversity and biogeography of phages in modern stromatolites and thrombolites. Nature<\/em>. 452:340-343. 10.1038\/nature06735<\/p>\n

Moreno-Letelier, A., Olmedo-\u00c1lvarez, G., Eguiarte, L.E., et al<\/em>. (2012). Divergence and phylogeny of Firmicutes from the Cuatro Cienegas Basin, M\u00e9xico: a window to an ancient ocean. Astrobiology<\/em>. 12:674-684. 10.1089\/ast.2011.0685<\/p>\n

Souza, V., Espinosa-Asuarm, L., Escalante, A.E., et al<\/em>. (2006). An endangered oasis of aquatic microbial biodiversity in the Chihuahuan desert. Proc. Natl. Acad. Sci<\/em>. USA<\/em>. 103:6565-6570. 10.1073\/ pnas.0601434103<\/p>\n

Souza, V., Moreno-Letelier, A., Travisano, M., et al<\/em>. (2018). The lost world of Cuatro Cienegas Basin, a relictual bacterial niche in a desert oasis. Elife<\/em> . 7. 10.7554\/eLife.38278<\/p>\n

Souza, V., Siefert, J.L., Escalante, A.E. et al<\/em>. (2012). The Cuatro Cienegas Basin in Coahuila, M\u00e9xico: an astrobiological Precambrian Park. Astrobiology<\/em>. 12:641-647. 10.1089\/ast.2011.0675<\/p>\n

Taboada, B., Isa, P., Guti\u00e9rrez-Escolano, A.L., et al<\/em>. (2018). The Geographic Structure of Viruses in the Cuatro Cienegas Basin, a Unique Oasis in Northern M\u00e9xico, Reveals a Highly Diverse Population on a Small Geographic Scale. Appl Environ Microbiol<\/em>. 84. 10.1128\/AEM.00465-18<\/p>\n

Wolaver, B.D., Crossey, L.J., Karlstrom, K.E., et al<\/em>. (2012). Identifying origins of and pathways for spring waters in a semiarid basin using He, Sr, and C isotopes: Cuatrocienegas Basin, M\u00e9xico. Geosphere<\/em>. 9:113-125.<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Valeria Souza Sald\u00edvar*, Susana de la Torre-Zavala**, Nahui Olin Medina-Ch\u00e1vez** CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 23, No.100 marzo-abril 2020 El valle de Cuatro Ci\u00e9negas (CC), en Coahuila, es un oasis biol\u00f3gicamente extraordinario que en la actualidad se encuentra en peligro de desaparecer. En este momento sabemos que CC representa una \u201cm\u00e1quina del tiempo\u201d hiperdiversa en la que sus comunidades microbianas forman […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[13],"tags":[],"class_list":["post-9900","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-conciencia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/9900","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=9900"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/9900\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":9907,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/9900\/revisions\/9907"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=9900"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=9900"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=9900"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}