Cultivo in vitro de una exótica
bacteria halófila
Alberto González Fairén |
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Una extraña
bacteria con forma cuadrangular, descubierta hace 25 años,
ha podido ser crecida en laboratorio por primera vez. A
partir de ahora, se puede investigar su fisiología
y ecología. Lo que la hace particularmente interesante
es que se trata de uno de los microorganismos más
resistentes a altas concentraciones de sales que se conoce,
al tiempo que sus requerimientos nutricionales son mínimos,
y su velocidad de división muy lenta, lo que la convierte
en un modelo para el estudio de la vida en condiciones extremas.
Las implicaciones del conocimiento en profundidad de sus
características para el análisis de la posibilidad
de vida en otros mundos son inmediatas. |
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l microbiólogo
británico Anthony Walsby fue el primero en recoger ejemplares
de la bacteria en 1980, en una pequeña cuenca hipersalina cerca
del Mar Rojo. Para estudiar un microorganismo en el laboratorio, es
esencial poder cultivarlo a voluntad, ya que la recogida regular de
su entorno natural generalmente no es viable. Durante más de
dos décadas, ha sido imposible reproducir su hábitat
en laboratorio, por lo que su cultivo ha sido imposible. A finales
del año 2004, dos grupos independientes consiguieron cultivar
la bacteria, y le dieron el nombre de Haloquadratum walsbyi,
denominación que recoge su forma y fisiología y que
reconoce a su descubridor.
El cultivo se ha logrado reduciendo al mínimo el aporte de
nutrientes: a partir de ese momento, otras colonias bacterianas que
crecen más rápido con más nutrientes y que eliminan
del cultivo a H. walsbyi, dejan de crecer, con lo que Haloquadratum
consigue medrar. El medio de cultivo es hipersalino, al menos el 18%
de sales; y, al aumentar la concentración de sales, hasta el
30%, aumenta la tasa de supervivencia de H. walsbyi, ya que
reduce la de sus competidoras.
La bacteria mide de 2 a 5 micras de lado, y de 0.1 a 0.5 micras de
espesor, lo que la convierte en una de las más grandes del
mundo. Tiene una peculiar forma cuadrada, lo que hace que las colonias
formen dibujos particulares, como colecciones de sellos de correos
(Figura 1). Las células contienen vesículas de gas y
gránulos de PHB. Su metabolismo es extremadamente lento, con
una tasa de duplicación de entre 24 y 48 horas (Escherichia
coli, la bacteria del tracto intestinal humano que se emplea como
tipo de estudio en laboratorio, se duplica cada 20 minutos). |
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Todas estas características hacen de H. walsbyi
un ejemplar idóneo para el estudio comparativo de la supervivencia
biológica en entornos hipersalinos en el Sistema Solar exterior;
e incluso para el origen mismo de la vida, ya que varios modelos proponen
que la biosíntesis en la Tierra tuvo lugar en agua saturada
de sales. En este sentido, los océanos internos de algunas
lunas de Júpiter, como Europa o Ganímedes, parecen reunir
ciertas características similares a las de los hábitats
típicos de Haloquadratum (tales como la existencia de
agua líquida, la saturación en sales de magnesio, y
la presencia de fuentes de energía y nutrientes), si bien deben
ser distintos en temperatura (por debajo de los -20º C en ambos
satélites) y presión.
Salvadas estas diferencias, buenos análogos terrestres de los
océanos internos propuestos para las lunas de Júpiter
son las cuencas anóxicas hipersalinas del Mediterráneo,
legado de la disolución por actividad tectónica de antiguos
depósitos subterráneos de sales datados en el Mioceno.
Estas cuencas no están biogeoquímicamente muertas, sino
que en ellas aparece una intensa actividad sulfatoreductora, metanogenética
y heterotrófica, resultado de la interacción de complejas
comunidades de procariotas. Una de tales cuencas, conocida como Discovery,
presenta la más alta concentración de MgCl2 conocida
en la Tierra, hasta 5 M, lo que la convierte en uno de los entornos
salinos más extremos de nuestro mundo. Precisamente, Haloquadratum
walsbyi tiene una tolerancia extrema al MgCl2. Si el metabolismo
microbiano es posible en la cuenca Discovery, ¿existirán
en los océanos de Europa ejemplares similares a H. walsbyi,
que presenten halofilia extrema, requerimientos nutricionales mínimos,
y una tasa metabólica considerablemente lenta como resultado
de las bajas temperaturas?
También algunos lugares de Marte podrían ser propicios
para el crecimiento de ejemplares similares a Haloquadratum.
Hace pocos meses atrás, la nave Mars Express envió imágenes
de la gran planicie Elysium en las que se podía apreciar nítidamente
que la superficie está formada por grandes bloques de hielo
cubiertos por una fina capa de polvo (Figura 2). Posiblemente, hace
unos 5 millones de años el agua salió a través
de un conjunto regional de profundas fisuras de la corteza denominado
Cerberus Fossae, y se acumuló en las planicies de Elysium,
congelándose poco después. La morfología es idéntica
a la de las grandes masas heladas de la Antártida. En definitiva,
parece que un vasto mar congelado se extiende en Elysium, de unos
800x900 kilómetros de extensión, y hasta 50 metros de
profundidad, dimensiones similares a las del Cantábrico. |
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| Es muy posible que en el fondo de esta masa helada
haya capas o bolsas de agua líquida, como resultado de la combinación
de la presión derivada de la masa de hielo situada por encima,
el flujo térmico cortical, y la concentración de sales
resultante de la congelación de las capas superiores. Tal concentración
de sales, sumada a la gran cantidad de sulfatos y de hierro en disolución
que parece determinar la química del agua marciana a lo largo
de toda su historia, puede dar como resultado una intensa acidificación
de las bolsas líquidas. Además, Elysium es un enclave
prácticamente ecuatorial (5º Norte), con lo que las posibilidades
de fusión del hielo aumentan considerablemente durante el verano
local. Curiosamente, Elysium es una gran provincia volcánica
donde Mars Express detectó en septiembre del año 2004
altas concentraciones de metano y vapor de agua, reavivando el debate
sobre la existencia de comunidades de bacterias metanógenas
en la subsuperficie. ¿Podrían existir bolsas de agua
líquida en las que microorganismos que combinaran la haloresistencia,
la acidofilia y la metanogénesis continuaran medrando hoy en
día? Sin duda, Elysium es un lugar que merece un examen detallado
en fechas próximas. |
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| San Francisco (California), EEUU, 17 de Enero de
2007. |
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