Vida que sobrevive en uranio

Artículo publicado el 30 de septiembre de 2012 en Astrobiology Magazine

La vida en los entornos extremos – por ejemplo en ácidos calientes o en metales pesados – puede, aparentemente, hacer que organismos similares lidien con el estrés de una forma muy distinta, de acuerdo con una nueva investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte (NC State).

Los organismos unicelulares procedentes de un manantial termal cerca del Monte Vesubio en Italia, lucha directamente contra la toxicidad del uranio – se alimenta directamente del metal pesado y toma energía del mismo. Otro organismo unicelular que vive en una “pila ardiente” cerca de una mina de uranio abandonada en Alemania supera indirectamente la toxicidad del uranio – básicamente, cancelando sus procesos celulares para inducir un tipo de coma celular cuando hay niveles tóxicos de uranio en el entorno.

Bolas de uranio radiactivo © Crédito: dvanzuijlekom


Es interesante observar que estas respuestas diferentes al estrés ambiental proceden de dos organismos que son idénticos genéticamente en un 99,99 por ciento.

En un artículo publicado esta semana en la edición en línea de Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores de NC State demuestran que estos organismos extremos – formas básicas de vida conocidas como arqueas que no tienen núcleo y son tan minúsculas que solo pueden verse bajo el microscopio – pueden enseñarnos mucho sobre cómo usan los seres vivos distintos mecanismos para adaptarse a sus entornos.

Los investigadores, liderados por el Dr. Robert Kelly, Profesor Alcoa de Ingeniería Química y Biomolecular en NC State, expusieron a dos parientes muy cercanos de arqueas termoacidofílicas – viven en entornos altamente ácidos con temperaturas de más de 70 grados Celsius – a uranio puro. Una, Metallosphaera sedula, metabolizó el uranio como una forma de dar soporte a sus necesidades energéticas.

Esto, por sí mismo, ya sorprendió a Kelly y sus compañeros investigadores, dado que es el primer informe de un organismo que puede usar directamente el uranio como fuente de energía.

“Esta podría ser una nueva forma de extraer uranio, usando microorganismos para liberar el metal de la veta – un proceso conocido como biofiltrado”, dice Kelly sobre M. sedula.

Su gemelo genético, Metallosphaera prunae, reaccionó de manera muy distinta. Cuando se enfrentó al uranio puro, pasó a un estado latente, cancelando los procesos celulares críticos que permiten su crecimiento. Cuando se eliminaba la amenaza tóxica, M. prunae reiniciaba sus procesos celulares y volvía a su estado normal.

Kelly teoriza que M. prunae es un vástago de M. sedula, con solo un pequeño número de mutaciones, o cambios, en su genoma que le permiten reaccionar de forma distinta cuando se encuentra con una toxicidad por metales pesados.

Kelly dice que los hallazgos podrían también tener implicaciones para comprender cómo se desarrolla resistencia a los antibióticos y funciona en los patógenos.

“Hemos llegado a un nuevo modelo de cómo aprenden a vivir los organismos en un entorno que, de otra forma, sería letal para ellos”, dice.

Kelly añade que el estudio pone en cuestión la forma en que los científicos clasificaban a los seres vivos antes del surgimiento de la era genómica.

“¿Cómo clasificar a los microorganismos ahora que podemos comparar genomas con tanta facilidad?”, se pregunta Kelly. “Estas especies no son tan distintas según la definición clásica debido a que sus genomas son virtualmente idénticos, pero tienen fenotipos muy distintos, o estilos de vida, cuando se enfrentan al estrés”.


Fecha Original: 30 de septiembre de 2012
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Comment (1)

  1. “…en alguna pequeña charca caliente, tendrían la oportunidad de hacer el trabajo y organizarse en sistemas vivos…”

    Eso nos decía Darwin. Él creía que la vida siempre se abrirá paso a pesar de las condiciones adversas en las que puedan estar. Los llamados extremófilos pueden estar, “casi” en cualquier sitio.

    Un día de hace ya cerca de veinte años, allá por el año 1996, el pueblo americano escuchaba con asombro a su presidente, Clinton por aquel entonces, que en marte podía existir vida. La noticia de que un antiguo meteorito caido en la Tierra y proveniente de dicho planeta, así parecía confirmarlo al contener fósiles de vida microbiana. Como podreis comprender, aquello impactó en la opinión pública de todo el mundo y, la noticia, fue objeto de todas las primeras planas y tambien, de todas las conversaciones en los corrillos en el trabajo, en el café, por las calles y en familia. ¡Vida en otro planeta!

    Aunque no lo podamos saber y no estemos al tanto de lo que pasa en el mundo científico (las noticias saltan cuando hay un descubrimiento relevante), lo cierto es que, durante los últimos años los científicos han llevado a cabo una espectacular puesta al día de sus ideas sobre el origen de la vida. Todos hemos podido leer en los libros de texto que, la vida, comenzó temprano en nuestro planeta. Según todos los indicios (los fósiles encontrados en las rocas más antiguas así lo afirman), la vida ha estado presente en la Tierra desde hace ya unos cuatro mil millones de años.

    Parece ahora que los primeros organismos terrestres vivían en el subsuelo profundo al calor de la joven Tierra, enterrados en rocas calentadas geotérmicamente en condiciones similares a las que podríamos encontrar en una olla a presión. Sólo posteriormente migraron estos organismos a la superficie. Sirprendentemente, los descendientes de esos microbios primordiales aún están allí, a kilómetros de profundidad bajo nuestros pies.

    Así que, no sólo en la Tierra o Marte, también la vida podría estar presente en cualquier luna o planeta que, situado en la zona habitable de la estrella que los acoge, con atmósfera y elementos químicos y los demás ingredientes necesarios (Carbono, Hidrógeno,Oxígeno, Nitrógeno…) además de la presencia también de alguna clase de actividad tectónica-volcánica, una capa de ozono, la presencia de gases con efecto invernadero, agua líquida, ¿un planeta gigante?, existencia de un campo magnético…

    La tectónica de placas y el vulcanismo activo de nuestro planeta habrían tenido un importante papel para mantener el clima estable. Estos procesos actúan como un gigantesco termostato natural que regula la cantidad de dióxido de carbono de la atmósfera, y manteniendo el efecto invernadero a raya.

    Los gases de efecto invernadero tan satanizados hoy en día, son absolutamente imprescindibles para la vida. Los más importantes son el dióxido de carbono, vapor de agua y el metano que atrapan el calor del Sol que de otra forma escaparía al espacio. Sin estos gases en la atmósfera, el planeta entero sería un gigantesco congelador.

    La capa de ozono es crítica para las plantas y animales bloqueando la mayor parte de estos nocivos rayos de alta energía procedentes del Sol.

    Los expertos si han construido un árbol de la vida a partir de comparaciones ente secuencias de nucleótidos de genes de diversos organismos, las plantas y los animales quedan reducidos, en ese árbol, a brotes en la punta de una sola de las ramas. La mayor diversidad de la vida y, por extensión, la mayor parte de su historia, es microbiana. Así lo atestiguan todos y cada uno de los hallazgos encontramos en las rocas precámbricas que contienen fósiles de aquellas primeras formas de vida.

    Y, una cosa está muy clara y no se presta a ninguna clase de dudas: Las Bacterias y las Arqueas, son los arquitectos de los ecosistemas terrestres.

    Biólogos expertos indiscutibles de probada valía y reconocido prestigio, han llegado a sugerir que los genes de los organismos actuales contienen el relato completo de la historia evolutiva. Pero, de ser así se trataría, como en las historias de Shakespeare, de relatos limitados a los vencedores de la vida. Sólo la paleontología nos puede hablar de los trilobites, los dinosaurios y otras maravillas biológicas que ya no adoran la faz de la Tierra.

    Cualquiera que sea la ctividad química notable que haya podido tener lugasr en la Tierra primordial o en algún otro planeta situado en cualquiera de los miles de millones de galaxcias que por el Universo pululan, la vida ha podido ser desencadenada no por una vorágine molecular como tal, sino -¡de algún modo!- por la organización de la información.

    Por supuesto, los Biólogos deben clasificar los organismos de acuerdo con sus características visibles y, para inferir las relaciones de parentesco, deben atender tanto a los organismos vivos como a los fósiles de las especies ya extinguidas.

    Tanto la naturaleza como la cantidad de datos disponibles han aumentado tremendamente durante las últimas décadas. En particular, los paleontólogos parece que no acaben nunca de descubrir los más increíbles escondrijos de fósiles -auténticas cuevas de Aladino de antiguas criaturas cuya existencia nunca hubiéramos podido imaginar-. En fechas tan rcientes como los años sesenta, los biólogos todavía dudaban de que pudiéramos nunca encontrar fósiles significativos del período Precámbrico -el período geológico de hace más de 545 millones de años, cuando todavía no había evolucionado ningún organismo con caparazón o esqueleto duro, de modo que la fosilización parecía imposible.

    Claro que aquí hablamos de extremófilos y de eso, amigos míos podríamos estar hablando días y nos asombraríamos de lo que en la Tierra podríamos encontrar.

    El artículo es una prueba.

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