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El desconocido potencial energético de las bacterias gigantes

Por Mundo Acuícola

Desde hace varios años, el biólogo de la Universidad de Concepción, Víctor Ariel Gallardo, estudia el genoma de la macrobacteria (Beggiatoa spp.) y de la megabacteria (Thioploca spp.).

Publicado: Lunes, 8/9/2008 - 8:46  | 4817 visitas.

Imagen: Agencias / Internet
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Hace algunas semanas se dio a conocer un nuevo estudio que ratifica el enorme potencial del fondo marino de nuestro país. Y es que científicos de la Universidad de Concepción -con el apoyo de FONDECYT-investigan las potencialidades de bacterias gigantes que habitan en sedimentos fangosos cargados de materia orgánica, y escasos de oxígeno, entre los 20 y 200 metros de profundidad.

Lo novedoso de esta investigación radica en que, en el caso de las mega-bacterias multicelulares, descubiertas en 1962, miden entre 10 y 90 micrómetros de diámetro -las normales son unicelulares y sólo miden alrededor de un micrón (1 micrón = un milésimo de mm)- y pueden alcanzar hasta 7 centímetros de longitud (o sea 7 millones de micrones). En tanto, las macro-bacterias, recién descubiertas por el mismo grupo, tienen un diámetro de hasta 10 micrómetros y alcanzan hasta 3 millones de micrones, o sea, 3 centímetros de largo.

La macrobacteria fue vista en 2004 en la misma ubicación geográfica. "Todas viven en ambientes antes considerados carentes de vida. Aparte de la vida microbiana clásica (o diminutos organismos) que están en todos lados, estas grandes bacterias pasaron inadvertidas", dice Víctor Gallardo. La macrobacteria "probablemente sea descendiente de las primeras bacterias que se instalaron en sedimentos en el planeta, hace unos tres o cuatro mil millones de años", dice el biólogo, "y son muy bien conocidas por los micro-paleontólogos desde la mitad del siglo pasado, que las encontraron como fósiles en rocas antiguas. La megabacteria habría aparecido entre 850 y 1.200 millones de años atrás, cuando ya había más oxígeno en los mares", explica Víctor Gallardo.

Energía a partir de gases tóxicos

Las bacterias alcanzan grandes tamaños porque usan el nitrato contenido en el agua para sobrevivir en lugar del oxígeno, y obtienen su energía del sulfuro de hidrógeno, un gas tóxico que se encuentra en los sedimentos marinos, con el que se alimentan. De acuerdo con el biólogo, estos microorganismos inventaron unos "tanques de buceo de nitrato". "Cada célula tiene una bolsa en su interior, que es casi el 90% de su volumen, donde acumula nitrato, como los buzos tienen sus tanques llenos de oxígeno. Se meten en el agua, llenan sus tanques de nitrato y los usan para respirar, entonces regresan al sedimento y absorben sulfuro de hidrógeno, su alimento. En sus tanques, el nitrato está concentrado 20 mil veces, pueden sobrevivir casi dos años sin tener que salir por más", dice Víctor Gallardo.

Tal como en el tiempo de los dinosaurios, donde las condiciones ambientales del planeta eran favorables para lograr un gran tamaño entre los vertebrados, en el océano primitivo (entre 3.000 y 1.000 millones de años atrás) eran también muy favorables para desplegar un gran tamaño entre los únicos habitantes, las bacterias, lo que ahora ha cambiado y estos “dinosaurios bacterianos” hoy sólo se encuentran en escasos lugares del planeta, uno de los más importantes, bajo las aguas costeras de Chile donde hay muy poco o nada de oxígeno.

Para los investigadores, se podría decir que en el océano sin oxígeno, en el que evolucionaron por primera vez, estas formas de vida eran los “dinosaurios” de nuestro planeta. “Sin duda, las nuevas especies que hemos descubierto demuestran, una vez más, lo mucho que queda por conocer en nuestro mar”, señala Víctor Gallardo.

Las mega-bacterias “respiran” nitrato y las macro-bacterias, posiblemente “metales”, como el fierro y el manganeso, abundantes en los sedimentos marinos y su alimento es el gas sulfhídrico. El gran tamaño de las mega-bacterias se debe a que cada una de sus células posee un estanque que se llena con nitrato del agua superficial. Con la energía obtenida, vive y fija el CO2 del agua para crecer.

Potencial desconocido

Según el investigador, hasta ahora no se sabe con certeza cuáles son las potencialidades de estos organismos, pero pronto habrá resultados. El proyecto ha aprobado fondos de dos fundaciones extranjeras para que, a su vez, dos centros de investigación de EEUU trabajen sobre el ADN de material obtenido frente a Concepción. El Instituto J. Craig Venter, (que lleva el nombre del científico que hizo el primer borrador del genoma humano), realizará, por primera vez en el mundo, un análisis para decodificar los genomas de una selección de estas bacterias. Mientras el Laboratorio de Biología Marina de Woods Hole, en el marco del Programa Censo de la Vida Microbiana del planeta, estudiará la biodiversidad de la comunidad total de los sedimentos.

"Actualmente hay muchos laboratorios que trabajan con ellas en el resto del mundo y estamos tratando de estimular y profundizar los estudios locales. Creemos que es importante tener acceso para estos recursos marinos vivos, que no son peces ni mariscos, que como se sabe obtienen más atención. Pienso que esto va a cambiar o puede estar cambiando ya mismo a medida que estos nuevos recursos puedan contener genes, proteínas y enzimas que podrían ayudar con biotecnología a resolver algunos problemas que acosan a la humanidad y a nuestro país específicamente", enfatiza el biólogo.

Investigaciones previas a organismos de similares características han arrojado atisbos para su futura utilización, específicamente en el campo energético. Estas mismas son capaces de producir amonio como desecho, que es usado en plantas de aguas servidas, o como abono, o en la industria de explosivos. Es difícil predecir qué usos pueden tener sus proteínas y genes, por ejemplo recientemente se descubrió que uno de los compuestos de la Salinispora (un tipo de bacterias también de sedimentos marinos) que puede matar células cancerosas en la sangre. “La información acumulada en los genomas de estos recursos microbiológicos durante tres mil millones de años de evolución será probablemente la fuente en que se encontrarán las mejores aproximaciones a la solución de los grandes problemas de la Humanidad”, comenta el investigador.

A pesar de esto, Víctor Gallardo explica que los recursos económicos que tienen para estos estudios son ínfimos y espera entusiasmar a las fuentes nacionales a que le aporten más recursos que permitan profundizar y ampliara las investigaciones al mismo tiempo que formar científicos. En particular, tiene puestas sus esperanzas en el Convenio Chile-California, firmado el mes pasado por la Presidenta Bachelet y Arnold Schwarzenegger.

“Estamos elaborando un proyecto de colaboración con los institutos de Craig Venter, en especial con Synthetic Genomics de San Diego, California, lo que nos permitirá iniciar el camino hacia la creación de un Centro de Exploración Genómica general, muy necesario para la búsqueda de nuevas biotecnologías que colaboren en la solución de problemas críticos como el energético, el medio ambiental, salud, alimentación, entre otros”.

Posible aplicación en la industria pesquera

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