Traducción al español a continuación
Ten to 30 million species are estimated to exist on our planet, yet only ~1 million of these have been formally described. These estimates do not include the vast majority of microbial life, let alone how microbes interact with animals. A major goal of scientific discovery is to understand not only how many biological species exist but how symbioses form and evolve. Scientific collections play an important role in helping scientists identify new species by allowing us to examine morphological characteristics and unique features that distinguish one species from another. We also rely on genetic material, such as DNA, to look more deeply into the genes that shape physical traits we can (and sometimes cannot) observe with the naked eye.
Our understanding of how animals survive and thrive in their respective environments has revolutionized in recent years. We now know that microbial life- bacteria, viruses, fungi, and other microscopic life forms – is an important part of the animal ecosystem and can serve essential roles in the gut, skin, and reproductive tract. The assemblage of microbes within specific environments, termed a “microbiome,” can provide key services, such as converting indigestible material into accessible nutrients within an animal intestine. In fact, host-associated microbes are often referred to as a “second genome” because they provide an extensive repertoire of genes that can benefit their hosts. Helpful microbes can also colonize environments like the skin or the reproductive tract and prevent harmful bacteria from establishing their own communities.
As we descend with the ROV SuBastian to places like the Dorado Outcrop, we seek a deeper understanding of species diversity and the unique microbiomes that help organisms like octopus thrive in such extreme environments. On our first dive, we encountered a brilliant array of animal life forms, including hundreds of octopus brooding their eggs, searching for mates, and living their deep-sea lives in an environment few of us would find hospitable. Who are these octopus? And how do they manage to make a living on these rocky outcrops over 3000 meters below the ocean surface?
To answer these questions, we are using ROV SuBastian’s exceptional technology to gather footage and specimens for further study. In the past, methods such as dredging might have been used to indiscriminately collect broad swaths of deep-sea material for study on land, but today we benefit from the advanced digital and robotic technology that allows us to be more selective with scientific collections. We can identify specific individuals that will be most useful for answering important questions and carefully collect these without disturbing entire communities or ecosystems. Animals collected during this expedition are already providing key insights into the reproductive biology and development of deep-sea octopus through our careful examination of these specimens. The specimens will be preserved for future scientists to study at the Centro de Investigación Ciencias del Mar y Limnología.
In addition, examination of the morphological characters of these enigmatic animals will allow the species to be named: only when you can say what species you are studying are you able to convey information about the animal. Knowledge of the species’ anatomy will enhance our use of the specimens we collect to investigate the octopus microbiome. We do not yet know what, if any, bacteria contribute to the microbiome of octopus living on the Dorado Outcrop, but the scientific specimens now in hand give us the ability to address questions that would otherwise be forever unknown.
Descubriendo nuevas especies y explorando microbiomas de aguas profundas
Se estima que existen de diez a treinta millones de especies en nuestro planeta, sin embargo, solo se han descrito formalmente alrededor de un millón de ellas. Estas estimaciones no incluyen la gran mayoría de la vida microbiana, y mucho menos cómo interactúan dichos organismos con los animales. Uno de los principales objetivos de los descubrimientos científicos es comprender no solo cuántas especies biológicas existen, sino cómo se forman y evolucionan las relaciones simbióticas. Las colecciones científicas desempeñan un papel importante en este proceso, ayudando a los científicos y las científicas a identificar nuevas especies al examinar características morfológicas y rasgos únicos que distinguen a una especie de la otra. También se dispone del estudio del material genético, como el ADN, para profundizar en los genes que dan forma a rasgos físicos que muchas veces podemos observar incluso a simple vista, aunque es común que dichos rasgos no sean visibles al ojo humano.
En los últimos años, nuestra comprensión de cómo los animales sobreviven y prosperan en sus respectivos entornos ha experimentado una revolución. Ahora sabemos que la vida microbiana, es decir, bacterias, virus, hongos y otras formas de vida microscópicas, forma una parte importante del ecosistema animal y puede desempañar funciones esenciales en lugares del cuerpo como el intestino, la piel y el tracto reproductivo. El conjunto de microorganismos dentro de entornos específicos, denominado “microbioma”, puede proporcionar servicios clave, como convertir materiales indigestibles en nutrientes accesibles dentro del intestino de un animal. De hecho, los microbios asociados al hospedador a menudo se denominan “segundo genoma”, porque brindan un repertorio extenso de genes que pueden beneficiar a sus hospedadores. Los microbios beneficiosos también pueden colonizar entornos como la piel o el tracto reproductivo y evitar que las bacterias dañinas establezcan sus propias comunidades.
Mientras descendemos con el ROV SuBastian a lugares como el montículo “Dorado”, buscamos una comprensión más profunda de la diversidad de especies y los microbiomas únicos que ayudan a animales como los pulpos a prosperar en ambientes tan extremos. En nuestra primera inmersión de la expedición nos encontramos con una increíble variedad de formas de vida, incluyendo cientos de pulpos cuidando sus huevos, buscando parejas y viviendo sus vidas en las profundidades del mar en un entorno que pocos de nosotros encontraríamos hospitalario. ¿Quiénes son estos pulpos? ¿Cómo logran adaptarse a una vida en este montículo de roca expuesta a más de 3000 metros por debajo de la superficie?
Para responder a estas preguntas, estamos utilizando la excepcional tecnología del ROV SuBastian para recopilar imágenes y especímenes que nos permitan estudiar mejor a los pulpos. En el pasado, se solían utilizar métodos como el dragado para recolectar indiscriminadamente grandes cantidades de material del fondo marino para su estudio, pero hoy en día nos beneficiamos de la tecnología digital y robótica avanzada que nos permite tener una mayor selectividad con las recolecciones científicas de organismos. Podemos identificar individuos específicos que nos permitirán responder preguntas importantes y recolectar cuidadosamente sin perturbar comunidades o ecosistemas enteros. Los animales recolectados durante esta expedición ya están proporcionando información clave sobre la biología reproductiva y el desarrollo de los pulpos de aguas profundas. Posterior a nuestra examinación minuciosa de estos especímnes, estos serán depositados en el Museo de Zoología de la Universidad de Costa Rica.
El estudio de los caracteres morfológicos de estos enigmáticos animales permitirá nombrar corractamente las especies. Solamente cuando conocemos de qué especie se trata podemos transmitir adecuadamente la información. Además, el conocimiento sobre la anatomía de la especie se suma al aprovechamiento de los especímenes que recolectamos para investigar el microbioma del pulpo. Aún no sabemos qué bacterias, si es que las hay, contruyen al microbioma de los pulpos que viven en el montículo del Dorado, pero los especímenes científicos que ahora tenemos en nuestras manos nos brindan la capacidad de abordar preguntas que de otra forma serían desconocidas para siempre.
