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La fortaleza de la vida - exobiologia

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 -w- aprovechando un documental que vi durante el fin de semana,busqué este articulo en internet sobre el tema  :


La fortaleza de la vida

Extraido de :

http://www.emiliosilveravazquez.com/blog/2009/06/09/la-fortaleza-de-la-vida/

por Emilio Silvera


La exploración que están realizando en Marte los dos robots de la NASA ha causado que los medios periodísticos se saquen de la manga el tema de los microbios capaces de sobrevivir en hábitats extremos, porque éstos son los que se podrían hallar en las condiciones que presenta Marte hoy en día. Y también en otros planetas y lunas de nuestro Sistema Solar.


Después de convivir durante al menos dos o tres siglos con la creencia de que la vida está conectada directamente con el sol, el agua y las temperaturas moderadas (proveniente del conocimiento científico, no de mistificaciones), en un par de décadas, y más que nada en los últimos años, nos hemos topado con el descubrimiento de que la vida medra en ambientes inimaginables de la Tierra, una vida adaptada —muy bien adaptada y a gusto— a condiciones muy fuera de la línea de lo que considerábamos posible.

Especulábamos, con cierta tristeza, sobre las arideces, sequedades, temperaturas y condiciones químicas imposibles de los planetas y lunas de nuestro sistema.

Muchos de nosotros hemos escuchado más de una vez que nuestro planeta es el único favorable para la vida: un planeta de agua, con una luna única, una rotación estable que otros no tienen, con un movimiento de placas y una vida a nivel geofísico (interna) que no se observa en otros lugares. Y esto es bastante cierto, claro.

Nuestro planeta tiene en sus océanos el ambiente más enorme que se pueda imaginar como caldero para experimentar con la vida. A los científicos les parecía —y hasta lo juraban— que sólo aquí podía haberse desarrollado la vida que conocemos.

Alguien puede agregar que nuestro planeta de por sí es, además, un lugar templado. Y es cierto, pero no por eso deja de tener sitios que creemos que son, por definición, por lo que sabemos de las células, los organismos y su funcionamiento, definitivamente “inhabitables”.

También hemos escuchado interminablemente sobre la capacidad única del extremo inferior de la cadena de producción alimenticia, las plantas, que son las únicas capaces de generar las células de sus cuerpos a partir de lo básico: el agua, los minerales y la luz del sol. Sin ellas, sin la fotosíntesis —nos decían en una de las primeras clases de biología—, la vida no es posible.

Ahora los científicos se han encontrado con seres que, con extrañas soluciones de adquisición de alimento y equilibrio de energía y una bizarra relación con el medio ambiente, viven en sitios absolutamente crueles e inesperados. De pronto parece que casi cualquier lugar de nuestro mundo tiene organismos que viven ahí.

Aclaremos que no es que estos organismos apenas sobreviven en estas condiciones, sino que estos ambientes extremos son su hábitat natural.

Los ambientes extremos son sus hogares. Más de uno de esos seres muere si se lo extrae de su ambiente y se lo coloca en condiciones que para nosotros —y para la vida en general que conocíamos hasta ahora— serían paradisíacas.

Es por ello que se les ha denominado extremófilos.

Es obvio que descubrir vida que prolifera en estos ambientes extremos ha llevado a una explosión de la imaginación de los que buscan vida fuera del planeta.






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Ahora es mucho más plausible pensar que ahí fuera puede haber algo vivo.

Nuestros océanos pueden haber sido la sopa primordial de la vida, pero los componentes podrían haber llegado desde el espacio —porque se los detecta en las nubes interestelares y en los meteoritos que caen aquí— y también podría ser que desde aquí hayan saltado de regreso al espacio… se habría desparramado debido a desprendimientos producidos por los impactos de los asteroides y cometas que han golpeado periódicamente nuestro mundo. Una retro-panspermia, lo inverso de lo que se ha especulado siempre.

Hay extremófilos y extremófilos

Que los nombremos bajo un único denominador puede hacer parecer que todos ellos son una misma cosa, una misma clase de organismo, incluidos dentro de un tipo, clase o philum. Pero hay una buena variedad de formas.

También es importante definir qué es un ambiente extremo —para la vida,— y qué no lo es.

 Antes de toda esta seguidilla de impresionantes hallazgos, un “ambiente extremo” era aquel en el que la vida no podía existir.


Es obvio que cada vez que se encuentra en esos lugares algo que se retuerce, reproduce, alimenta y crece, las fronteras cambian.

¿Cuál sería una definición básica para determinar hasta dónde pueden colonizar ambientes los seres vivos?

En general todo organismo tiene funciones que debe mantener para poder sobrevivir, y la mayoría de ellas están basadas en el intercambio de materia y energía con el medio. Es decir, que el medio debe permitirle realizar estas funciones.

Analicemos ahora los  situaciones de ambientes extremos de los que hablamos.

Son de dos clases.

Fisicos: temperatura, radiación, presión.

Y geoquímicos: desecación, salinidad, concentración de oxígeno, acidez, potencial de oxidación.

Para manejarse con estos extremos, los organismos han generado distintas estrategias, dependiendo de cada caso. Evolucionando, han desarrollado respuestas que llevaron a fisiologías distintas o una capacidad de reparación del daño que les produce el medio. Como nosotros, por ejemplo, que transpiramos para regular nuestra temperatura y regeneramos la piel constantemente.

Aislarse del medio es una solución. Nosotros lo hemos hecho con nuestra piel, y no hablemos de —para ir a extremos— los escarabajos, con sus durísimas armaduras.

Cyanidium caldarium (famosa y enigmática alga roja, eucariota y también termófila) y Dunaliella acidophila (microalga, eucariota) viven en un pH de 5 (ácido) y pueden resistir aún peores (hasta pH 0, que es un valor terrible: es la acidez de una disolución de ácido clorhídrico).

 Estas células tienen un citoplasma neutro, mientras que sus proteínas externas son tolerantes del ácido.

Dije antes que un organismo que vive en un ambiente extremo no debería ser considerado como uno de nosotros que se ha modificado a causa de las agresiones. Bien puede ser al revés: quién dice que estos organismos no son mucho más viejos que nosotros y que nuestros ancestros son los que cambiaron en respuesta a condiciones más suaves.

Los pozos termales alojan vida extrema

Si un extremófilo vive en un ambiente con más de una característica extrema, entonces es un poliextremófilo, como por ejemplo Sulfolobus acidocalcarius, una archea que vive en un medio de 80° C y, como si eso fuera poco, con un pH de 3.

 se han encontrado extremófilos que pertenecen a muchas divisiones de los seres vivos.

Entre ellos hay eucariotas, que son aquellos cuyas células tienen la información genética envuelta dentro de una membrana que envuelve lo que llamamos núcleo. Las células de las plantas y de los animales pluricelulares casi siempre son eucariotas.

También hay procariotas —bacterias y archeas—, organismos ancestrales desde el punto de vista filogenético. Son seres unicelulares que tienen la información genética dispersa por su citoplasma: no tienen núcleo.

Y entre los extremófilos no faltan los pluricelulares, y hasta hay vertebrados, aunque parezca increíble.

entre los termófilos (seres que viven en temperaturas extremas) aparecen más que nada procariotas (ancestrales, como dijimos), de modo que, basándonos en el punto de vista evolutivo, se deduce que los primeros ambientes de la vida —lo “normal” en los ecosistemas antiguos— tenían estas condiciones extremas.

Unos microbios muy primitivos hallados por científicos chinos en rocas cubiertas por el mar hace 1.400 millones de años parecen dar apoyo a la teoría sobre el origen de la vida a partir de “chimeneas subterráneas”.

Las evidencias geológicas encontradas en rocas cerca de la Gran Muralla, en el noreste de China, desafían la actual teoría que dice que la evolución depende exclusivamente de la luz del sol.

Los estudios parecen apuntar a que varios microbios fosilizados, del tamaño de un micrón y forma de bulbo o de hilo, fueron capaces de sobrevivir en condiciones extremas, sin luz ni oxígeno, a temperaturas y niveles de presión extremos.

Los microbios obtenían energía y nutrientes mediante la transformación de sulfuro de hidrógeno, un gas tóxico para el ser humano y muchos de los animales actuales, y que era emitido en forma de humo oscuro por chimeneas naturales.

Los expertos consideran que el descubrimiento (logrado por Li Jianghai, profesor del Instituto de la Tierra y el Espacio de la Universidad de Beijing) es importante para acercarse a la comprensión del origen de la vida y evaluar la posibilidad de que también se haya iniciado la vida en otros planetas.

Al extremo de mucho, mucho calor

La temperatura afecta a los tres tipos fundamentales de moléculas biológicas —lípidos, proteínas y ácidos nucleicos— produciendo cambios en su estructura que desembocan, entre otras cosas, en la desnaturalización (degradación) de estas moléculas.

También hay una correlación inversa entre la solubilidad de los gases en el agua y la temperatura, de manera que a altas temperaturas se puede producir falta de oxígeno y/o de CO2 (anhidrido carbónico o dióxido de carbono) en el agua.

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Cuando se llega cerca de los 100° C, la fluidificación de la membrana celular puede ser letal. Por otra parte, no menos importante, la clorofila se degrada a los 75°, perdiéndose la capacidad fotosintética.

A pesar de todo esto existen los hipertermófilos, que viven con toda naturalidad por encima de los 80° C.

El hipertermófilo de alta temperatura más extremo es la Pyrolobus fumarii (bacteria, procariota, archea), que vive en las paredes de las fumarolas hidrotermales submarinas.

 Es un quimiolitótrofo nitratorreductor (ataca las piedras y aprovecha los nitratos) y, por lo que se ha podido medir hasta ahora, es capaz de medrar a hasta 114° C, bien por arriba de la temperatura de vaporización del agua. Incluso, a temperaturas menores de 90° C deja de desarrollarse. Es un ambiente demasiado frío para ella.

Otro hipertermófilo que vive en chimeneas del fondo del mar, la archaea productora de metano Methanopyrus spp, está atrayendo ahora mucha atención porque su filogenética está muy cercana a la raíz del árbol de la vida. Se espera que el análisis de sus genes y su actividad ayuden a clarificar cómo sobrevivían las primeras células del mundo.

Hay termófilos entre las bacterias fototróficas (cianobacterias, bacterias púrpuras y verdes), eubacterias (Bacillus, Clostridium, Thiobacillus, bacteria ácido-láctica, Desulfotomaculum, actinomicetos, espiroquetas, Thermus y muchos otros géneros), así como en las archeas (Pyrococcus, Thermococcus, Thermoplasma, Sulfolobus y las metanógenas).

En contraste, los eucariotas soportan un límite superior de temperatura menos alto, de 60° C para algunos protozoos, algas y hongos, en torno a los 48° C para las plantas vasculares, y de 40° C para los peces, posiblemente porque la solubilidad del oxígeno disminuye a mayor temperatura.

Y mucho frío también

A muy bajas temperaturas también medra la vida. Se han encontrado microorganismos con actividad biológica bien debajo del punto de congelación, en un ambiente a -18° C (un freezer de heladera está entre -10 y -18° C).

Hace un par de años, científicos de la National Science Foundation (NSF) de los Estados Unidos hallaron en el polo sur microbios que resisten el frío y las intensas radiaciones ultravioletas del sitio, y que son capaces de vivir en la oscuridad y con escasez de agua líquida. Estas bacterias mostraban un metabolismo activo y con síntesis de ADN a temperaturas ambientes de -12 a -17° C. Se supone que poseen enzimas y membranas que les permiten medrar en esos terribles entornos, muy similares a los de Marte.

Este valor de -18 grados numéricamente no parece mucho. La principal razón por la que la diferencia en grados no es tan amplia en el extremo frío —en comparación con los límites que se alcanzan hacia arriba— es que debajo de los 0° C, como todos sabemos, el agua se congela. Congelada deja de ser el medio para reacciones metabólicas, pero además, dado que el agua se expande al hacerse hielo, los cristales rompen la membrana celular.

Por esta razón la mayoría de los organismos —aún más los unicelulares— sufren daños que los llevan a la muerte. La excepción es un nematodo llamado Panagrolaimus davidi, que puede resistir vivo con la totalidad del agua de su cuerpo congelada.

Los científicos vienen estudiando los microbios que toleran las más gélidas temperaturas de la Tierra en los helados mares y lagos árticos y en los secos valles antárticos.

Se procura aprender, así, dónde buscar la vida en otros mundos. Se cree que existen posibilidades de encontrar algún tipo de vida en los lechos de Marte (que ahora se sabe fueron mares salados) y bacterias envueltas en fluidos y hielo en la luna de Júpiter llamada Europa.

Los científicos neocelandeses que investigan en la Antártida opinan que el hallazgo de microorganismos cuya existencia transcurre bajo las gélidas superficies de ese continente ha fortalecido la posibilidad de encontrar organismos vivos en Marte. También para ellos, los organismos vivos de la Antártida viven en condiciones geológicas similares a las del planeta rojo.

El clima de la Antártida se caracteriza por frías temperaturas, que pueden bajar de los treinta grados centígrados bajo cero, y por la sequedad extrema del medio ambiente, que en la Antártida recibe unos 10 milímetros de lluvias anuales. Muchos lugares de Marte se aproximan mucho a eso.

Los científicos dicen que no se debe perder la posibilidad de estudiar los microorganismos en la Antártida, para así estar preparados respecto a lo que se puede encontrar en los mundos gélidos, en vez de tener que esperar a que se pueda viajar al planeta rojo.

Los microorganismos hallados en la Antártida, localizados en un área conocida como Valles Secos, fueron identificados como Beauverias bassianas, unos hongos que pertenecen a una especie emparentada con los de la penicilina. Estos hongos viven enterrados bajo la superficie de la tierra, a una profundidad de entre tres y ocho centímetros.

Los científicos notaron además que el hábitat de la colonia de microbios tiene un alto grado de salinidad, de unas siete veces, al menos, el grado de salinidad de los océanos.

Y otros soportan radiaciones

La radiación es energía en movimiento, bien en forma de haces de partículas —protones, neutrones— o como ondas electromagnéticas —rayos gamma, rayos-X, utravioletas, de luz.

No es habitual que en la superficie de la Tierra haya niveles extremos de radiación, pero igualmente se han estudiado los efectos de una radiación intensa, tanto de ultravioleta como de radiación ionizante, por su importancia en medicina, producción de energía o en los viajes espaciales.

Los daños que puede producir el exceso de radiación van desde la disminución de la movilidad o inhibir la fotosíntesis, hasta algo mucho más importante: daño a los ácidos nucleicos. Cuando una criatura se ve expuesta a una dosis alta de radiación, esta energía intensa causa la descomposición de la molécula de ADN —la colección de todos los genes en un ser vivo que constituyen su esencia—, y ninguna criatura puede sobrevivir si sus genes no funcionan bien.

En este caso el daño es directo, pero también puede ser indirecto, a través de la formación de contenidos de oxígeno reactivo, que reaccionan tanto con las bases como con los dobles y triples enlaces.


A pesar de todo esto, tenemos extremófilos resistentes a la radiación. La bacteria Deinococcus radiodurans es famosa por su capacidad de resistir la radiación ionizante. Una dosis de 500 a 1000 rads es suficiente para matar a una persona. La D. radiodurans perdura aún después de haber sido sometida a 1.500.000 rads, ¡tres mil veces más!

La mayoría de los microbios tienen herramientas para reparar —ocasionalmente— los daños en su ADN. Por ejemplo, cuando se avería una parte del ADN de Escherichia coli, una bacteria muy común que vive en nuestros intestinos, usualmente puede repararlo y seguir viviendo. Sin embargo, no puede sobrevivir a dos o tres daños grandes en su ADN. D. radiodurans, por su parte, puede recomponer en unas pocas horas el ADN fragmentado a causa de la radiación.

Una de las razones es que tiene una gran cantidad de copias de sus genes. Las células de D. radiodurans poseen de cuatro a diez copias de su molécula de ADN, mientras que la mayoría de las bacterias poseen sólo una copia. Estas copias sirven como reserva, son como los resguardos de seguridad que uno guarda de los archivos de una computadora.

De esta manera, cuando la radiación daña el ADN de D. radiodurans, el microbio tiene muchas oportunidades de encontrar una copia intacta de cada gen para usarla y recomponer su ADN. Una proteína especial llamada RecA es la que une los fragmentos. Y parece que D. radiodurans tendría más herramientas de reparación.

Estos procesos aún se están estudiando. Los científicos no tienen completamente claro cómo y por qué D. radiodurans es mucho más resistente a la radiación que otros microbios que tienen las mismas herramientas. Otras bacterias tienen más de una copia de sus genes, aunque no tantas como D. radiodurans.

Los científicos están examinando los genes de D. radiodurans, tratando de entender qué otras herramientas puede tener la bacteria que le confieren una protección extra contra la radiación.

Lo más importante que intentan saber es por qué D. radiodurans desarrolló esta superresistencia a la radiación, ya que el microbio no podría estar expuesto a tan increíbles niveles de radiación en ningún lugar de la naturaleza de la Tierra.

También es increíble que D. radiodurans sea capaz de sobrevivir largos periodos sin una sola gota de agua. Algunos investigadores piensan que la resistencia a la radiación de la bacteria es un efecto colateral de su habilidad para soportar largos períodos sin agua, algo que sí ocurre en muchos lugares. La deshidratación causa los mismos daños en el ADN que la radiación, de modo que requiere el mismo proceso de reparación.

Otros organismos que pueden soportar altos niveles de radiación son dos especies de bacterias del género Rubrobacter y el alga verde Dunaliella bardawil.

Un lago que se formó en el cráter del volcán Licancábur, ubicado a unos 6.100 m de altitud en el Altiplano andino y en la frontera entre Bolivia y Chile, es el lugar ideal para saber cómo se han adaptado los organismos que viven en lagos como ése a la atmósfera enrarecida y al dañino ambiente con alta radiación UV (ultravioleta). Allí se llevan a cabo experimentos sobre estos organismos.

Altas presiones también

La presión varía con la altitud. En la atmósfera, por ejemplo, a 10 km de altitud la presión es casi un cuarto de la que existe a nivel del mar.

Nosotros hemos evolucionado en una presión de una atmósfera, que es igual a 101,3 kilopascales (el pascal es la unidad que se utiliza para medir la presión por metro cuadrado) y también a los famosos 760 mm de mercurio de los barómetros tradicionales.

Nuestros ancestros acuáticos, sin embargo, estaban sometidos a una mayor presión, pero hidrostática (en el agua).

La presión hidrostática crece en 10,5 kilopascales por cada metro de profundidad. A cinco metros de profundidad, ya tenemos un 50% más de presión que en la superficie.

En la litósfera (dentro de la estructura rocosa del planeta) la presión litosférica crece 22,6 kilopascales por cada metro hacia abajo. A cinco metros debajo del suelo, la presión es un 110% superior a la del aire en la superficie del planeta.

El océano presenta profundidades extremas, en las que la presión es enorme.

El punto de ebullición del agua crece con la presión, así que en el fondo oceánico, donde hay fumarolas volcánicas con temperaturas que deberían vaporizarla, el agua del mar se mantiene líquida a 400° C. Este fenómeno incrementa la temperatura a la que es posible el crecimiento microbiano.

Ya hablamos antes de los efectos de la temperatura, pero ¿qué le hace la presión a los seres vivos?

Entre otras acciones, la presión produce un cambio de volumen del organismo (lo reduce); además, comprime el empaquetamiento de los lípidos de manera que hace menos fluidas sus membranas. El aumento de la presión puede también inhibir reacciones químicas.

Aunque muchos seres pueden adaptarse a una presión muy alta, lo que no soporta casi ninguno son los cambios repentinos, que pueden ser letales.

La fosa de las Marianas es la mayor depresión marina del mundo, con 11.000-11.200 m de profundidad.

Allí, además de Piccard con el batiscafo, bajaron expediciones con submarinos robóticos que han encontrado, además de organismos que podrían vivir a temperatura y presión estándar, otros, llamados piezófilos, que están totalmente adaptados a presiones de 70-80 megapascales (casi mil veces la presión que soportamos nosotros en la superficie). Estas especies no sobreviven a presiones menores a los 50 megapascales.

El submarino científico japonés Kaiko, por ejemplo, alcanzó las máximas profundidades oceánicas del mundo, realizando más de 250 exploraciones que permitieron descubrir 180 bacterias y 350 nuevas especies, útiles para aplicaciones médicas e industriales.

Este vehículo no tripulado, operado en forma remota, tenía apenas tres metros de largo y pesaba 10,6 toneladas. Fue perdido en medio de un tifón y ahora procuran reemplazarlo.

En el lecho de la depresión Challenger, la más profunda del mundo, en la fosa Maruyama, situada cerca de Guam (Islas Marianas) en el océano Pácifico occidental, los brazos robóticos de Kaiko llevaron a cabo una búsqueda de microbios, con ricos resultados.

El científico Yuichi Nogi descubrió, en la fosa de las Marianas, la bacteria Moritella yayanosii, que contiene proteínas como la DHA y la EPA, ampliamente utilizadas en la medicina. Los investigadores intentan desarrollar a partir de ella nuevos y más potentes medicamentos contra la hipertensión y el cáncer, así como un agente purificador de la sangre.


Otro hallazgo fue la bacteria Shewanella violacea, en una exploración a 6.500 metros en la Fosa de Tyukyu, cerca de la meridional isla japonesa de Okinawa. Esta bacteria tiene mecanismos particulares de regulación de la presión.

La Shewanella violacea se está probando en la industria de los semiconductores. Los científicos creen que algunas estructuras cristalinas de la bacteria podrían aplicarse a la creación de compuestos químicos útiles para el desarrollo de materiales semiconductores.

El biólogo marino Shinji Tsuchida participó en varias exploraciones en la fosa de las Marianas.

 En el océano Indico, gracias al submarino robot halló vida en torno a las “fumarolas negras” (del inglés black smokers), una suerte de géiseres submarinos que arrojan agua muy caliente rica en minerales desde el fondo del océano.

Las especies halladas en ese lugar proliferan en un ambiente con gran concentración de sulfuro de hidrógeno (altamente venenoso para los animales) y metano, y una presión mil veces superior a la de la superficie marina.

 La teoría común señalaba que nada podría sobrevivir en semejantes ambientes extremos, a los que la luz del sol jamás llega.

Allí, en aguas cercanas a Okinawa, donde a profundidades de más de 2.500 metros la temperatura del agua llega a 360° C, se encontraron, por ejemplo, el extraño gusano tubícola Riftia pachyptila, el pequeño cangrejo blanco Austinograea rodriguezensis, y varias especies de camarones y mejillones.

El gusano tubícola parece realmente extraterrestre: no tiene boca ni tracto digestivo y se alimenta del sulfuro de hidrógeno (que es considerado un veneno de amplio espectro), pero no directamente. Contiene una bacteria que vive en simbiosis con él. La bacteria posee una enzima en su organismo que disuelve el sulfuro de hidrógeno y lo convierte en materia orgánica que alimenta al gusano.

Alrededor de estos gusanos se ha creado todo una comunidad de seres vivos de diferentes tipos, que dependen de éstos.

Si todo está muy seco…

El agua posee muchas propiedades que la convierten en el solvente esencial de la vida. Los seres vivos son en gran parte de agua. Así que si falta el agua, la vida no es posible… ¿o sí?

Por lo que se sabe hasta ahora, la falta de agua en un ambiente sí parece ser determinante. El año pasado, en la parte más seca del desierto de Atacama (Chile), un equipo de investigación llevó a cabo experimentos similares a los realizados por las sondas Viking en Marte para encontrar microbios.

No hallaron ninguna evidencia de vida. Los científicos calificaron de “altamente inusual” este descubrimiento, por ser un ambiente expuesto a la atmósfera terrestre. Pero Atacama es la región más seca del mundo.

Ubicado a 1.000 metros de altitud, el desierto de Atacama tiene una antigüedad de 15 millones de años y es 50 veces más árido que el Valle de la Muerte californiano. Dicen los investigadores que la razón de que sea tan seco y virtualmente estéril es porque la humedad está bloqueada a ambos lados, por los Andes al este y por montañas costeras al oeste.

Los científicos estudiaron la parte más seca de Atacama, un área llamada “de doble sombra de lluvia”. Durante los últimos cuatro años, la estación meteorológica del equipo registró una única precipitación de tan sólo unos míseros 0,25 mm de humedad. La hipótesis del equipo es que en el corazón del desierto de Atacama llueve, en promedio, una vez cada diez años.

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Fred A. Rainey, profesor asociado de ciencias biológicas en la Universidad Estatal de Louisiana y experto en microorganismos de ambientes extremos, dijo que Atacama fue el único lugar de la Tierra en el que tomó muestras de suelo para cultivar microorganismos en el laboratorio de las que no creció nada.

 Dijo que, normalmente, cuando se toma una muestra de suelo de cualquier ambiente y  se lo pone en un medio de cultivo, se pueden ver diferentes colonias bacterianas creciendo allí después de unos pocos días. Pero, en el caso de suelos recogidos en algunas áreas de la región central del desierto de Atacama, no aparece ninguna o muy pocas colonias bacterianas, aún después de veinte días de incubación.

Pero luego de esta investigación con resultados negativos, científicos del Instituto del Desierto de Chile detectaron la presencia de vida microscópica en los cerros que rodean la ciudad de Antofagasta (ubicada al borde del desierto de Atacama). Se trata de bacterias fotosintéticas denominadas cianobacterias, primeras habitantes del planeta.

Desde hace cuatro años, científicos del Instituto del Desierto de la Universidad de Antofagasta (INDES), encabezados por el académico Dr. Benito Gómez Silva, realizan un estudio de los organismos fotosintéticos del desierto de Atacama. Aunque el lugar posee bajísimos índices de humedad, ahí se encuentran organismos hipolíticos, es decir, que viven en las piedras, enterrados bajo la superficie, especialmente en aquellas rocas translúcidas como el cuarzo o el granito, mineral que abunda en esa zona.

Los microrganismos hallados son fotosintéticos y corresponden a una cianobacteria, primeros entes que evolucionaron en la Tierra, siendo responsables de la producción de oxígeno en la atmósfera hace millones de años. Estos microorganismos, dicen los científicos chilenos, podrían ser útiles en biotecnología, pues resisten las condiciones extremas del desierto de Atacama.

En otros ambientes menos extremos pero también muy secos, sin embargo, se encuentran organismos con adaptaciones que les permiten sobrevivir a la falta de agua.

Hay organismos que pueden tolerar la desecación extrema porque son capaces de entrar en un estado llamado anhidrobiosis, que se caracteriza porque el organismo tiene una cantidad de agua intracelular pequeña y porque no posee actividad metabólica.

Este estado puede ser alcanzado por una gran variedad de organismos, incluyendo bacterias, levaduras, hongos, plantas, insectos, tardígrados (invertebrados muy pequeños, con el aspecto de los ácaros, a los que se les llama “ositos de agua”), nematodos micófagos, y el crustáceo Artemia salina

De todos modos, los cambios irreversibles, como la desnaturalización y ruptura de las estructuras de lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, así como la acumulación de especies oxigenadas reactivas durante la deshidratación, especialmente bajo la radiación solar, son mecanismos de desecación que producen la muerte.

Salado, salado

Se sabe ahora que los organismos vivos pueden vivir en un rango de salinidad que va desde el del agua destilada (o sea ninguno) hasta el de las soluciones saturadas de sal.

Hay una forma de arqueobacterias que está adaptada a la vida en ambientes altamente salinos. Estos organismos, conocidos con el nombre de halófilos (amantes de la sal), viven en ambientes salinos y húmedos como el Mar Muerto (Jordania e Israel) y el Great Salt Lake (Gran Lago Salado) de Utah, Estados Unidos.

La antigüedad específica de los halófilos aún no se conoce, pero debido a que respiran oxígeno se cree que no son una de las primeras formas de arqueobacterias.

El oxígeno no era uno de los componentes principales de la atmósfera terrestre hasta que los organismos anaeróbicos, como las cianobacterias, comenzaron a producirlo. Sin embargo, existe evidencia que indicaría que los halófilos estarían muy cerca de las raíces del árbol de la vida. Si los estudios indicaran que los halófilos son las arqueobacterias más antiguas, esto apuntaría a que el origen de la vida fue en agua muy salada.

La salinidad, como la temperatura, tiene efecto en las propiedades del agua. Un aumento de la salinidad aumenta la presión osmótica (importante para los organismos), además de bajar la temperatura de congelación (normalmente de 0° C).

Debido a la diferente presión osmótica, la vida en altas concentraciones de sal debe ser capaz de solucionar cuestiones relativas a la presión de la tensión hídrica, la deshidratación celular y la desecación.

Entre los halófilos se encuentra una variedad de microbios. Muchos son archeas y cianobacterias, además del alga verde Dunaliella salina, que puede sobrevivir en soluciones saturadas de cloruro de sodio.


El lago Mono, en California, Estados Unidos, es un cuerpo de agua extremadamente salado y además alcalino. Es casi tres veces más salado que el agua de mar y tiene un pH de 10. Sin embargo, el lago Mono sostiene una gran variedad de vida; desde microbios, pasando por plankton y llegando a pequeños camarones.

El Tindallia californiensis se encuentra aquí como en su hogar. Prospera en condiciones altamente alcalinas (pH de 8 a 10,5) y con concentraciones salinas cercanas al 20%.

Hay allí otro raro microbio: Spirochaeta americana. Lo encontraron viviendo junto al T. californiensis y a una cantidad de especies microbianas —que se supone llegan a varios centenares— en las muestras de lodo del lago Mono. Encontrar nuevas especies en esta abundante colección de vida microbiana es un trabajo de detectives.

“La recolección de muestras en el fondo fangoso de este lago, y el mantenerlas vivas, puede ser un asunto complicado,” dice el investigador que trabaja en este lago. “Estas especies mueren ante la presencia de oxígeno, así que hay que tener mucho cuidado para protegerlas”.

Acidez extrema o alcalinidad extrema

El pH fue definido en 1909 por el químico danés Sorensen como el potencial hidrógeno (pH), o logaritmo negativo de la concentración molar (más exactamente de la actividad molar) de los iones hidrógeno.

Esto es: pH = -log [H+]. Desde entonces, se utiliza universalmente el término pH.

Como esto debe haber sonado para muchos muy técnico y seguramente poco explicativo, para darnos una idea veamos una pequeña tabla de los pH de diversas sustancias:

Disolución de HCl 1 M (ácido clorhídrico)       0

Jugo gástrico       1,5

Zumo de limón       2,5

Zumo de naranja       2,8

Vinagre       3

Vino       3,5

Zumo de tomate       4

Cerveza       4,5

Café       5

Agua de lluvia       5,6

Agua corriente       6

Leche       6,9

Agua pura       7

Sangre       7,4

Bicarbonato       8,2

Agua de mar       8,5

Leche de magnesia       10,5

Lejía (hipoclorito sódico)       12

Disolución de NaOH 1 M (hidróxido de sodio)       14

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Los procesos biológicos normales tienden a ocurrir en un rango medio del espectro de pH.

El pH tanto intracelular como ambiental suele encontrarse en este valor, de alrededor de 6 a 7.

Sin embargo en algunos sitios de la naturaleza el pH puede ser muy alto, como sucede en los lagos salinos o zonas de desecación, o muy bajo, llegando hasta 0 (extremadamente ácido, como el ácido clorhídrico).

A este pH excepcionalmente bajo las proteínas se desnaturalizan.

Sin embargo, existen organismos que viven con estos niveles de acidez. Son llamados acidófilos.

No se hallan peces y cianobacterias en un pH más bajo de 4, las plantas e insectos viven en sitios que tienen entre 2-3, pero los eucariotas unicelulares pueden vivir por debajo de 1.

El acidófilo más conocido es el alga roja Cyanidium caldarium, que ha sido hallada en la naturaleza a un pH de 0,5, aunque su óptimo en el crecimiento en cultivo es de 2-3.

El alga verde Dunaliella acidophila puede también sobrevivir a 0 de pH, con un máximo de 1.

Tres hongos, Acontium cylatium, Cephalosporium sp y Trichosporon cerebriae crecen a pH 0.

En estos ambientes de extrema acidez también se han encontrado archeas.

Los heterótrofos aeróbeos Picrophilus oshimae y Picrophilus torridus tienen un crecimiento óptimo a pH 0,7 y 60° C

En una mina de hierro y en una mezcla de ácido sulfúrico y altos niveles de cobre, arsénico, cadmio y zinc, apareció una rareza: Ferroplasma acidarmanus, con membrana únicamente, sin pared celular.

Existe el otro extremo, el de los alcalófilos, que prefieren pH altos, con una diferencia de dos o más unidades de pH entre el medio interno y externo de la célula. Hay representantes de todos los dominios y del reino de los eucariotas capaces de tolerar pH altos (elevada alcalinidad), de hasta 11.

¡En agua sulfurosa!

Las aguas del río Tinto, en la provincia de Huelva, España, fueran consideradas muertas durante años a causa de la actividad minera de la faja pirítica —que se realizó durante mucho tiempo— y otros motivos, relacionados con actividad industrial más reciente.

Un grupo de investigadores y estudiantes de la Universidad Autónoma de Madrid, que iniciaron a finales de los ochenta el estudio de los posibles microorganismos del Río Tinto, descubrieron con sorpresa que el área fuente de este río de España albergaba una comunidad de microbios muy diversa, resultado inconsistente con un ambiente supuestamente degradado.

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