Si un extraterrestre viniera a la tierra, cogiera una
muestra metagenómica de toda la vida presente en nuestro planeta y la analizara…
la conclusión sería que la forma de vida predominante es una denominada “₯√₩₪ỡᴂ”
(No pongáis esa cara que vosotros
tampoco sabéis escribir extraterrestre). Lo que nosotros denominamos
procariotas. Representa la mayor diversidad y versatilidad de especies. Sus
metabolismos son diversos y de vez en cuando nos sorprende apareciendo en los
medios mas inhóspitos como el fondo de los fosas abisales, chimeneas sulfurosas
e incluso en zonas con una alta radiactividad.
Sin embargo desconocemos la mayoría de las especies
presenten en nuestro planeta. Según a que experto le preguntes te podrá decir
que conocemos entre el 5 y el 15% de todas las especies y todos están de
acuerdo en que no llegamos ni al 20%. Nos falta por tanto por conocer mucha de
la diversidad de nuestro propio planeta.
Las bacterias y arqueas, dos de los 3 grandes grupos de
organismos vivos de la tierra, tomar parte activa de muchos de los procesos
biológicos y geológicos que se pueden observar. Así por ejemplo son
responsables de la mayoría de las reacciones que se dan en los llamados ciclos
del Nitrógeno, el Carbono, el Hidrógeno, el azufre, el fósforo, etc. Sin las
bacterias sería imposible que se diesen esas reacciones y por tanto cerrar los
ciclos que durante tanto tiempo han mantenido estable nuestro planeta apto para
la vida.
Hasta aquí lo que casi todo el mundo sabe, que hay muchas
muchos microorganismos, que son muy variados raros y feos y que algunos son
beneficiosos para nosotros y otros perjudiciales. Sin embargo hay algo que a
todo el mundo le fascina y es que, siento tan pequeños, puedan tener esa gran
capacidad de modificar el ambiente. Así por ejemplo son los responsables de la
biodegradación y el biodeterioro (cambios provocados en materiales orgánicos e
inorgánicos producto de las actividades vitales de estos organismos) así como
de la biorremediación y la biorreparación (Cambio deseables en las propiedades
de un material generalmente contaminante para nosotros, como producto también
de sus actividades vitales y otras actividades sedundarias).
La respuesta más sencilla e inmediata es que como son muchas
bacterias… pues listo. Pero la respuesta correcta sería que son muchas
bacterias… y trabajan en equipo.
No quiero decir con esto que conscientemente se pongan de
acuerdo en nada ni que vivan en pueblos diminutos con un papa bacteria, una
bacterina y diferentes bacterioides pequeñitos.
En comunidades ambientales adecuadas, muchas bacterias
forman comunidades asociadas a superficies. Son los denominados biofilm o
biopelículas y tienen una gran relevancia tanto médica (infecciones asociadas a
catéteres o implantes) como biotecnológica (biorreactores) y en agricultura. Se
han identificado genes implicados en la formación de estos biofilms, así como
el papel de moléculas de tipo segundo mensajero como el di-GMP cíclico en la
transición del modo de vida libre al modo de vida en biofilms. Sólo una parte
de las bacterias son las que inician el contacto con una superficie. Es como si
hubiera una subpoblación de todas que estuviese programada para adherirse al
sustrato. El resto se generan en el propio biofilm o bien se ven atraídas por
señales químicas denominadas de QS (Quorum sensing). Estas señales hacen que se
activen una serie de rutas metabólicas que inician un cambio en el metabolismo
de la población.
Toda esta serie de procesos y su estudio sistemático es lo
que se ha convenido en denominar “Sociomicrobiología”.
Algunas de estas comunidades bacterianas son capaces de
Biodegradar (Proceso mediante el cual los microorganismo alteran y convierten
las moléculas orgánicas en otras sustancias) o Biotransformar (cuando esa
degradación es completa hasta sustancias orgánicas pequeñas o sustancias
inorgánicas) compuestos Xenobióticos (Una serie de compuestos orgánicos
sistéticos cuya estructura no está presente en la naturaleza). Por tanto
estamos hablando de microorganismos capaces de degradar compuestos tóxicos o
potencialmente tóxicos. Y para hacer ese proceso de degradación, la mayoría de
las veces necesitan formas estas comunidades en forma de biofilms.
Algunos de esos compuestos (que suelen tener enlaces poco
usuales) pueden ser halógenos, anillos aromáticos muy condensados, polímeros,
compuestos metálicos recalcitrantes, etc. Algunos de los mas conocidos son los
Halocarburos fluorocarbonados (propelentes, disolventes, refrigerantes),
Halobencenos (disolventes industriales) y Halofenoles (plaguicidas), Bifenoles
policlorados y dioxinas (plastificantes, aislantes, intercambiadores de calor),
Polimeros sintéticos plásticos como el polietileno, cloruro de polivinilo y
poliestireno, Sulfonatos Alquilbencílicos (Presentes en detergentes) y
Plaguicidas (insecticidas, fungicidas, herbicidas) organoclorados entre otros.
Existen microorganismos capaces de degradas todos estos
compuestos pero necesitamos saber cuales son, como se comportan y qué necesitan
para hacerlo. De este tipo de estudios se podrá extraer el conocimiento para
aplicar una biorremediación “artificial” aplicando nosotros mismos inóculos en
unas condiciones idóneas para poder limpiar de Xenobióticos cualquier
superficie.
Se ha podido observar que una de las cosas que más se
necesitan para que estos organismos degraden un compuesto de este tipo es la
formación de las biopelículas. Estas formaciones son además importantes en
superficies vegetales para mejorar el crecimiento de las plantas y el
biocontrol de patógenos.
De paso, y dado el día que es, quiero recordar al químico
Prusiano (ahora Polaco) Fritz Haber. Del que hoy se cumplen 144 años de su
nacimiento y que recibió el premio Nobel de Química en el año 1918 por su
desarrollo de la síntesis de amoníaco, importante precisamente para la fabricación
de fertilizantes y explosivos.
Haber, junto con Max Born, fueron los que propusieron el
famoso ciclo de Born-Haber como un método de evaluar la energía reticular de un
sólido iónico. Se le describe a Frithz además como el padre de la guerra
química por su trabajo de desarrollo y despliegue de cloro y otros gases
venenosos durante la Primer Guerra mundial.
El proceso de Haber-Bosch de producción de amoníaco fue un
hito en la industria química que alejó la producción de productos nitrogenados
de las explotaciones de depósitos naturales. Esto provocó una tremenda crisis
minera en Chile, principal y casi único productor de nitrato de sodio
(caliche). La importancia de este invento y descripción de proceso cambió la
forma de producción de otras muchas materias primas y posiblemente el mundo
para siempre.
Haber además investigó las reacciones de combustión, la
separación del oro del agua de mar, los efectos de absorción, la electro
química y la investigación de radicales libres (reactivo de Fenton).
Esta entrada participa en la XX
edición del Carnaval de Química organizado por @bioamara en el blog La Ciencia de Amara
Esta entrada participa en la XIX Edición del Carnaval de Biología,
organizado por La
Fila De Atrás, blog perteneciente a @MyrRB
La sociomicrobiología va a dar bastantes sorpresas en este siglo... :D
ResponderEliminarNo me cabe la menor duda. En todos los ámbitos donde se está estudiando está dando sorpresas y dará mucho que hablar. Al menos eso espero por el futuro de mi trabajo de doctorado que lo estoy haciendo precisamente con eso. jejeje
ResponderEliminarGracias por comentar compañero Raven