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TIP. Revista especializada en ciencias químico-biológicas
versão impressa ISSN 1405-888X
TIP vol.11 no.1 Ciudad de México Jun. 2008
Artículos de revisión
Metagenómica, Genómica y Ecología Molecular: La Nueva Ecología en el bicentenario de Darwin
1Depto. de Ecología Evolutiva, Instituto de Ecología, UNAM. Ciudad Universitaria, Apdo. Postal 70-275, México, D.F., 04510, México.
En años recientes hemos presenciado un avance enorme en el desarrollo de tecnologías moleculares, en particular en las relacionadas con la secuenciación del ADN. El impacto de la genómica y metagenómica es de tal magnitud que revolucionarán las ciencias ecológicas, dando origen, junto con la Ecología Molecular, a una Nueva Ecología, con preguntas y metodologías diferentes a las abordadas por la ecología clásica. Estas nuevas metodologías abren la puerta a la exploración de nuevas aproximaciones al estudio de las comunidades microbianas, pues permiten el análisis simultáneo de la caracterización taxonómica de las especies contenidas en la comunidad y las funciones que pueden desempeñar. Aquí revisamos algunos de los avances de esta Nueva Ecología, describiendo el potencial que puede alcanzar si se usa junto con otras disciplinas. En general, nos permite analizar comunidades microbianas naturales, incluyendo organismos que escapan a nuestras posibilidades de cultivo en el laboratorio. Asimismo, brinda información sobre la diversidad y estructura trófica de las comunidades al tiempo que permite ligarlas con las funciones ecológicas que llevan a cabo en el ciclo de nutrientes del ecosistema que las contiene. Éste representa un salto enorme para resolver cómo es que cambian los organismos a lo largo del tiempo en respuesta a su entorno ecológico, mientras que permite analizar a una escala más fina cómo es que el entorno ecológico afecta los patrones evolutivos dentro de los linajes filogenéticos contenidos en las comunidades. Finalmente, esbozamos nuestra perspectiva sobre el futuro de la Nueva Ecología.
Palabras Clave: ADN; Bacterias; Bioinformàtica; Comunidades Microbianas; Cuatrociénegas; Diversidad; Ecología Bacteriana; Ecología de Ecosistemas; Filogenia; Microbiología Ambiental
In recent years, we have witnessed an incredible advance in the development of molecular techniques, in particular new DNA sequencing technologies. Genomics and Metagenomics along with Molecular Ecology will revolutionize ecological sciences, giving birth to a New Ecology, with new questions and approaches to those studied by classical ecology. These new methodologies open the possibilities of new approaches to the study of microbial communities, allowing the simultaneous analysis of taxonomical and functional characterization of the community. In this review we discuss some of the advances of this New Ecology, describing its explanatory potential when used along with other disciplines. In general, it allows us to analyze natural microbial communities, including unculturable organisms. In addition, it produces information on the diversity, trophic structure of the community and functioning and nutrient cycling in the ecosystem. This represents a huge leap towards the understanding of organism evolution in its environment, and how this environment shapes evolutive patterns within phylogenetic lineages. Finally, we present our perspectives on the future development of this nascent discipline.
Key Words: DNA; Bacteria; Bioinformatics; Microbial Communities; Cuatrociénegas; Diversity; Bacterial Ecology; Ecosystem Ecology; Phytogeny; Environmental Microbiology
Agradecimientos
Muchos colegas, amigos y alumnos han contribuido a nuestra formación, en nuestros proyectos y al desarrollo de estas ideas. Con la Dra. Luisa Falcón y el Dr. René Cerritos iniciamos nuestras meditaciones sobre metagenómica. En el desarrollo de los métodos de ecología molecular debemos mencionar a la Dra. Ana Escalante, a la M. en C. Laura Espinosa y de nuevo a la Dra. Falcón, que han trabajado intensamente muchos años con nosotros, tratando de avanzar en estos complicados problemas técnicos y conceptuales. La Dra. Erika Aguirre revisó el manuscrito. Diferentes proyectos del Conacyt nos han apoyado en nuestros estudios, especialmente el de Metagenómica (Conacyt SEP 57507) y otros (Semarnat-Conacyt 44673Q y Conacyt SEP-2004-C01-46475-Q) y una beca del Conacyt para que Germán Bonilla-Rosso realizara los estudios de doctorado.
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Recibido: 20 de Mayo de 2008; Aprobado: 18 de Junio de 2008
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