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Microorganismos extremos: cuanto más solitarios, más promiscuos

Microorganismos extremos: cuanto más solitarios, más promiscuos

El lago Deep Lake, en la Antártida. Con 36 metros de profundidad, su agua es tan salada que permanece líquida hasta una temperatura de -20ºC. UNSW.


 

Un lago de la Antártida, muy frío y salado, contiene una pequeña comunidad de microorganismos que intercambian genes con una avidez inusual.

Los neozelandeses suelen presumir de ser las personas más afables del planeta, cualidad que atribuyen al hecho de que, en un país tan despoblado que contiene siete ovejas por cada persona, el encuentro entre dos humanos es tal motivo de alegría para ambos que necesitan celebrarlo con unos tragos y un rato de charla. Como si lo mismo pudiera aplicarse al mundo microscópico, un estudio científico publicado ahora en la revista PNAS descubre que una de las comunidades microbianas más solitarias y aisladas del planeta es también la que habitan los individuos más sociables. Pero en el caso de estos microbios, su “alegría” se manifiesta en una frecuencia desorbitada de intercambio de genes, algo que en los humanos equivaldría realmente a compartir algo más que charla y tragos.

El lugar donde se ha descubierto este fenómeno es el Deep Lake (Lago Profundo), una masa de agua situada en la Antártida que quedó aislada del océano cuando el continente se elevó hace 3.500 años. La progresiva salinización del lago, situado a 50 metros bajo el nivel del mar y cuya profundidad alcanza los 36 metros, lo ha vuelto tan salobre que no se congela ni siquiera en invierno, cuando el termómetro marca -40ºC y sus aguas se enfrían hasta los 20 grados bajo cero. La temperatura del lago solo supera los 0ºC en verano, y únicamente en la capa superficial. “Es el lago más improductivo jamás registrado, y hay muy pocas cosas capaces de crecer en él”, afirma el director del estudio, Rick Cavicchioli, de la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Sydney (Australia).

Sin embargo, sí hay cosas capaces de crecer en él. Se trata de un grupo de microorganismos extremófilos, nombre que se asigna a los microbios que ocupan nichos ecológicos en los que casi nada más puede vivir, ya sea soportando el calor de los volcanes, la sequedad del desierto o un nivel de radiación que dejaría frito a cualquier otro ser vivo. En el caso del Deep Lake, se trata de haloarqueas, microbios primitivos que sobreviven en condiciones extremas de frío y salinidad.

 


Células de una especie de Halobacterium. NASA


El equipo de Cavicchioli tomó cuatro muestras del lago a profundidades de cinco, 13, 24 y 36 metros. A continuación los científicos secuenciaron los genomas de los microbios “pescados” y lograron identificar las especies presentes como Halorubrum lacusprofundi, Halobacterium y Halohasta litchfieldiae, además de una cuarta perteneciente a un género aún no descrito.

La primera observación de los investigadores no es sorprendente: la vida microbiana es rara y escasa en Deep Lake. Los microbios se dividen allí a razón de unas seis generaciones al año, una ridiculez en comparación con los cultivos de bacterias en condiciones óptimas de laboratorio, donde una célula se divide cada 20 minutos. Según escriben los científicos en su estudio, “una sola célula tardaría 10 años en colonizar el lago”.

Sin embargo, frente a esta carestía reproductiva, las haloarqueas del Deep Lake se entregan con una avidez inusual a una práctica que los biólogos consideran lo más parecido al apareamiento sexual que puede darse en bacterias: el intercambio de genes. Este fenómeno es habitual en las haloarqueas, pero “estas intercambian mucho más material genético entre sí de lo que nunca se ha observado en la naturaleza”, señala Cavicchioli. Aún más curioso, estos microbios trocan “largos fragmentos de ADN prácticamente idénticos”, y no solo entre miembros de la misma especie, sino incluso “entre géneros distintos”, subraya el investigador.

El hecho de que el material intercambiado sea semejante permite a las bacterias mantener su coherencia genética, es decir, la distinción entre las especies. Esto es especialmente importante en un ambiente tan hostil como el del Deep Lake, ya que permite a las especies presentes “mantenerse y coexistir, porque han evolucionado para explotar diferentes nichos y consumir distintas fuentes de alimento”. Así, unas se comen las proteínas disueltas en el agua, mientras que otras devoran azúcares como el glicerol de un tipo de algas que crece en la superficie.

Siendo así, y dado que el intercambio genético no sirve a estas bacterias para diversificarse, lo que en su caso perjudicaría su adaptación al medio, ¿por qué lo hacen? No hay una respuesta clara, aunque los investigadores sugieren que tal vez la propagación de genes “sanos” podría eliminar mutaciones espontáneas que resultarían dañinas para la supervivencia de las especies.

En cualquier caso, Cavicchioli destaca las enormes ventajas que pueden derivarse del estudio de organismos extremófilos como los del Deep Lake: “Las enzimas de los microbios adaptados al frío pueden ser muy valiosas. Su alta actividad en temperaturas frías podría reducir los costes energéticos en procesos que normalmente requieren calor, como la limpieza, o que deben realizarse a temperaturas bajas, como la producción de alimentos o la biorremediación (descontaminación) de lugares fríos”.

 

 

 

 
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