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Cultivo in vitro de una exótica bacteria halófila
Alberto González Fairén
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.
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).
Haloquadratum walsbyi
Figura 1: H. Walsbyi (Bolhuis et al., 2004).
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.
Elysium
Figura 2: Fotografía de Elysium tomada desde Mars Express (ESA).
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.
 
 
San Francisco (California), EEUU, 17 de Enero de 2007.
 
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