Thiomargarita
namibiensis: una bacteria gigante
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Ricardo
Martínez Ibáñez Seminario de Ciencias Naturales del Instituto de
Bachillerato 'Villa de Vallecas' de Madrid
Imágen de Thiomargarita junto a una
Drosophila
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Visible para el
ojo humano, sin ayuda alguna, la recientemente descubierta bacteria
Thiomargarita nambibiensis es sin duda el organismo procarionte
(células sin verdadero núcleo diferenciado) más grande conocido. Las bacterias
han sido descubiertas en el curso de una expedición oceanográfica a bordo del
navío ruso 'Petr Kottsov', en sedimentos muestreados frente a las costas de
Namibia. Se trata de una sulfobacteria que utiliza en su metabolismo los
sulfuros que se producen en el fondo marino, así como los nitratos que toma
del agua en un proceso anaeróbico. Sorprende dado su tamaño que no hubiera
sido detectada previamente por los biólogos marinos, pues las células de forma
esférica llegan a alcanzar en ocasiones 0,75 mm., siendo su tamaño normal de
0,1 a 0,3 mm. Se encuentran en número elevado en los sedimentos costeros de la
Bahía de Walvis, tienen un aspecto blanquecino debido al acúmulo de gránulos
de sulfuros en su interior, que reflejan la luz incidente. Las células
se mantienen unidas en largos filamentos gracias a una sustancia mucilaginosa.
Su nicho ecológico son los fangos pobres en oxígeno pero ricos en nutrientes,
en especial sulfuro de hidrógeno, que resulta letal para muchos otros
organismos. Según sus descubridores del Max Plank Institute for Marine
Microbiology (de Bremen), la mayor parte del citoplasma de esas bacterias está
ocupado opr una gran vacuola, donde se almacenan los nitratos usados por las
bacterias para oxidar el sulfuro. Se han medido concentraciones de nitratos en
las vacuolas 10000 veces superiores a las del agua marina del entorno.
La costa de Namibia es muy semejante por sus
condiciones hidrográficas a la del oeste del continente americano: se
producen corrientes de afloramiento que llevan enormes cantidades de
nutrientes a las zonas superficiales. Ello hace que estas áreas sean unas de
las más ricas en los océanos en terminos de productividad, sobre todo la
relacionada con el fitoplancton, así como piscícola. Una gran biomasa
procedente de microalgas muertas se acumula en los fondos someros de la
plataforma continetal, donde son degradados por bacterias. En estos
sedimentos, las bacterias anaerobias utilizan sulfatos para oxidar esta
materia orgánica, produciendo grandes cantidades de sulfuro de hidrógeno. Este
a su vez es una fuente potencial de energía si puede ser oxidado mediante
nitratos tomados del agua marina. Esto requiere de adaptaciones especiales,
pues mientras que el sulfuro procede del sedimento, los nitratos han de
tomarse del agua libre. Se conocía previamente una bacteria (Thioploca)
que realiza esto, formando densas poblaciones en los fangos y sedimentos
de las costas occidentales de América del Sur. Estas bacterias son de un
tamaño diez veces menor que Thiomargarita, y viven formando
filamentos multicelulares que se disponen verticalmente sobre los
sedimentos, de manera que las partes superiores extraen los nitratos del agua
y las inferiores extraen eficazmente el sulfuro de hidrógeno del sedimento,
que puede almacenarse como azufre. Para ello llevan a cabo un movimiento
rítmico ascendente y descendente en el sedimento. Thiomargarita,
evolutivamente emparentada con Thioploca es incapaz de este movimiento
oscilatorio, que de hecho no le es necesario: con grandes cantidades de
nitratos almecenadas en la gran vacuola y el azufre en la periferia, en forma
de glóbulos, es capaz de sobrevivir hasta por tres meses sin aportes externos
de nutrientes. Al vivir sobre sedimentos inestables y ser un área batida por
frecuentes tormentas, las bacterias solo han de esperar que estos sean
removidos y lleguen masas de agua rica en nitratos. Para sobrevivir en estas
condiciones extremas, son extremadamente resistentes a condiciones como altas
concentraciones de oxígeno o sulfuro, en concentraciones que no soportaria su
pariente Thioploca. Los investigadores del Max Plank han medido
una biomasa de hasta 47 gr. por metro cuadrado, y afirman que estos
microorganismos juegan un papel clave en la destoxificación de los sedimentos
sulfurosos de las costas de Namibia. Utilizando simultaneamente la oxidación
del Sulfuro de Hidrógeno con la reducción de los Nitratos, estas bacterias
utilizan una fuente de energía inaccesible a la mayor parte de otros
microorganismos en ausencia de Oxigeno. Y su capacidad de 'contener la
respiración' por largos períodos de tiempo hasta que hay nutrientes
disponibles, es una adaptación única en la biosfera conocida. Debemos destacar
que uno de los firmantes del artículo publicado en Science donde se da cuenta
del descubrimiento, Hernandez Mariné, trabaja en la facultad de Farmacia de la
Universidad de Barcelona. ¡Felicidades por el descubrimiento!
Bibliografía
'Dense populations of a Giant Sulfur Bacterium in namibian Shelf
Sediments'. Schulz, H.N.; Brinkhoff, T.; Ferdelman,T.G.; Hernandez Mariné,
M.; Teske,A. y Jorgensen, B.B. Science vol. 284 pp:
493-495 (April, 1999).
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