Deconstruyendo la microbiología mordisco a mordisco
Viviendo en el aire
Una de mis partes no tan favoritas de comer helado es que se me “congele” el cerebro, esa sensación incómoda en la que duele la cabeza fuertemente por unos momentos. Imagínate si te pido que vivas con ese sentimiento por toda su vida. Estoy seguro de que no te sentirás muy feliz por ello. Al igual que a ti, a los organismos no les gustaría esa sensación ni, mucho menos, vivir en el continente más frío del planeta: la Antártida.
Casi todos los organismos vivos aprecian las condiciones de vida en la que todo es perfecto: la temperatura, concentración de sal, luz y disponibilidad de recursos alimenticios adecuados. Sin embargo, la tierra gélida de la Antártida desafía la vida al presentar condiciones desfavorables, como temperaturas extremadamente bajas, falta de disponibilidad de alimentos y agua, además de ciclos estacionales de luz y oscuridad.
En un ambiente amigable, los productores del ecosistema, generalmente plantas verdes, utilizan la luz solar para fijar el dióxido de carbono del entorno en una simple molécula: glucosa (carbono orgánico). Luego, la glucosa es utilizada como fuente de energía primaria por los propios productores, que son fotoautótrofos (fotoautótrofos = foto →luz + auto →sí mismo + trofo →nutriente), seguidos de niveles sucesivos en la red alimentaria. Los que no pueden fabricar su propio alimento dependen de otros y se denominan heterótrofos (heterótrofos = hetero →otro + trofo →nutriente). Normalmente, algunos organismos se comen directamente a los productores, solamente para luego ser comidos por otros organismos. Sin embargo, el clima de la Antártida no facilita esa dinámica.
Estas condiciones de vida estresantes ahuyentan a la mayoría de las criaturas más grandes. Sin embargo, resulta que los seres microscópicos son bastante adaptables y pueden sobrevivir en el duro clima de la Antártida.
El equipo de Ortiz y Leung estudió el suelo de 16 sitios en la Antártida. A pesar del sorprendente bajo contenido de carbono orgánico, el suelo albergaba un número notable de bacterias y organismos similares. La composición de la comunidad en las muestras varió. Además, las bacterias muestreadas son autóctonas del suelo antártico y podrían haber evolucionado a partir de organismos nativos del suelo de hace 700-880 millones de años. Dadas las malas condiciones de vida, ¿cómo obtienen comida y agua estas bacterias? ¿Cómo sobreviven?
Los análisis genéticos y biogeoquímicos de los investigadores revelan diversas estrategias adoptadas por las bacterias para acceder a los nutrientes. Primero, casi todos los miembros de la comunidad respiran en presencia de oxígeno y no en su ausencia. Luego, muchos miembros recurren a una mezcla de autotrofia y heterotrofia (mixotrofas). Curiosamente, estos abundantes organismos obtienen energía de ciertos gases en la atmósfera. Laatmósfera es una fuente ilimitada de gases que permite obtener moléculas ricas en energía principalmente al oxidar hidrógeno y/o monóxido de carbono. Algunas bacterias también pueden oxidar el metano. ¡Además, la oxidación del hidrógeno atmosférico ayuda a estas bacterias a producir agua! Este mecanismo de producción de agua puede ayudar a lasbacterias a mantenerse hidratadas.
Por lo tanto, incluso en la escasez de carbono orgánico o agua que permita el transporte de moléculas no gaseosas, estas bacterias pueden persistir.
Aparte de estas estrategias, las bacterias tienen otras formas de encontrar nutrientes. Más del 25% de los miembros de la comunidad pueden fijar carbono atmosférico a través del ciclo de Calvin, un método de fijación de carbono en ausencia de luz. Este proceso ayudaría a estas bacterias a sobrevivir incluso con bajos niveles de luz solar. Y en realidad, encontraron muy pocos organismos con la maquinaria para usar la luz solar para alimentarse. Además, algunas bacterias del suelo antártico también pueden oxidar pequeñas cantidades de amonio, azufre y hierro en el suelo. Sorprendentemente, el suelo también albergaba diversas bacterias que eran depredadoras, parásitas o simbiontes obligados.
Las diversas formas adoptadas por las bacterias para sobrevivir en el ambiente hostil de la Antártida son fascinantes. Dichos estudios no solo son impresionantes, sino que también ayudan a la humanidad a progresar. Primero, considerando los efectos del cambio climático en el paisaje antártico, tales estudios nos ayudan a tomar decisiones que salvarían el futuro ambiental del continente. En segundo lugar, los científicos pueden saber más sobre cómo evolucionó la vida en la Antártida. ¡Este conocimiento es crucial porque nos ayuda a comprender cómo la vida podría desarrollarse y sostenerse en otros planetas fríos y secos como Marte!
¡La congelación de cerebro no es tan mala después de todo!
Featured image: https://earthobservatory.nasa.gov/images/36839/antarctica
Traducido por Julian E. Prieto-Vivas
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