1) Introducción.
Los extremófilos son microorganismos que viven en condiciones extremas.
La propia palabra extremófilo, procede el griego y significa "amante de
lo extremo".
Estos organismos habitan en ambientes tan hostiles que hace tan sólo
unos años se ha desarrollado el interés por su estudio. Anteriormente se
creía que la vida en estas condiciones era prácticamente imposible. Es
como si una vez iniciada la vida, ésta sea capaz de adaptarse a casi
cualquier nicho húmedo.
En la astrobiología, el estudio de los extremófilos tienen gran
importancia, pues los científicos han descubierto que algunos de estos
organismos reunen las condiciones necesarias como para poder sobrevivir
en determinados ambientes extraterrestres.
2) Las fronteras de la supervivencia.
El funcionamiento de la biología celular se ve afectado por tres
parámetros: la temperatura, la acidez y la salinidad. Los diferentes
organismos sobreviven bajo distintos rangos de estas condiciones
a) La temperatura.
Sabemos que la vida precisa de agua líquida. Por ello, los límites de la
supervivencia están determinados por la congelación del agua y por la
transformación de ésta en vapor. Pero hay otros factores, a parte de la
temperatura, que alteran el punto de congelación y el punto de
ebullición del agua. Por ejemplo, las bolsas de agua salada inmersas en
hielo sólido, pueden mantenerse líquidas hasta los -20ºC. Y el agua en
las zonas más profundas del océano sólo empiezan a hervir a 400ºC.
Aunque la supervivencia a bajas temperaturas no suele plantear
problemas, existen ciertos factores que delimitan el desarrollo y la
actividad de las células. El mayor problema que hay que salvar a bajas
temperaturas es que las proteínas de las células, sobre todo las
enzimas, se tornan muy rígidas. Para superar este contratiempo, estas
células adaptadas a estos ambientes han desarrollado enzimas con enlaces
mucho más endebles, lo que permite mantener el metabolismo de la célula
a muy bajas temperaturas. El incoveniente, es que esta adaptación les
ha provocado que a tan sólo 20ºC, estas bacteria empiecen a cocerse.
En cambio, los organismos amantes del calor, se enfrentan al problema
contrario. Sus enzimas han evolucionado hasta desarrollar enlaces
adicionales para no deshacerse en pedazos con las altas temperaturas.
b) La acidez.
La acidez se evalúa con la escala pH, que mide la concentración de
protones en una disolución. La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en
disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el
valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones
en la disolución) y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH = 7
indica la neutralidad de la disolución (cuando el disolvente es agua).
Las concentraciones de protones son un mecanismo fundamental que emplean las células para transformar energía.
Si el pH es muy bajo, los enlaces de las proteínas se pueden ver
alterados. Para protegerse, las bacterias adaptadas a estos entornos
insertan más aminoácidos en sus proteínas para mantener su estructura.
Pero si el ambiente es muy básico, los organismos se enfrentan a
condiciones muy bajas de iones de hidrógeno, por lo que han aprendido a
apropiarse de ellos para su supervivencia.
c) La salinidad.
En el agua pura sobreviven una gran cantidad de organismos. Pero en un
entorno salino, las células se encuentran con la dificultad de que en el
ambiente en el que se encuentran, la diferencia de concentración del
agua entre el interior y el exterior de la célula es muy diferente.
Se llama ósmosis al proceso por el que el agua tiende a migrar a las
regiones con mayor concentración de solutos, es decir, de la más diluida
a la menos diluida. Por ello, las células que viven en ambientes
salinos corren el riesgo de que todo el agua de su interior se desplace
al exterior. Para evitarlo, bombean el sodio, lo que previene que
tengan una alta salinidad en su estructura, lo que provocaría una
desnaturalización de las proteínas.
Clasificación de los extremófilos.
Hace algún tiempo, se pensaba que la vida sólo existía en un número muy limitado de
ambientes y con unas condiciones muy bien definidas.
No obstante, este pensamiento ha sido descartado puesto que se ha encontrado vida en
prácticamente todos los rincones explorados, incluso en aquellos que se consideraba que no
reunían las condiciones necesarias para albergar rastros de vida.
Así tenemos que estos ambientes considerados inhabitables por el hombre,
son hogar de distintos microorganismos, capaces de habitar en estos nichos ecológicos
y, no solo adaptarse fácilmente, sino también florecer y desarrollar su metabolismo básico sin
problema alguno. Es más, muchos de estos microorganismos necesitan de estas
condiciones para poder subsistir.
En primer lugar, debemos comenzar definiendo el término: “extremófilo”.
Un extremófilo es un microorganismo que vive en condiciones extremas,
entendiéndose por tales aquellas que son muy diferentes a las que viven
la mayoría de las formas de vida en la Tierra. La palabra extremófilo
proviene del griego filo, que significa afecto o amor. Es decir, el
significado de extremófilo es "amante" de las condiciones extremas.
Estas condiciones extremas, fuera de
las comúnmente llamadas “normales”, podríamos resumirlas en:
-Temperaturas muy elevadas (44 – 121
°C) o bajas (-2, – 20°C)
-Alta salinidad (NaCl 2-5M)
-Alta alcalinidad (pH arriba de 8)
y/o alta acidez (pH menor de 4)
Existen varias clases de extremófilos y se clasifican atendiendo al ambiente en el que viven.
1)Termófilos
Thermus acuaticus |
Ejemplos:
- Bacterias Thermus acuaticus: crecen a Tº mayores de 70°C
- Sulfolobus acidocaldarius: crece a partir de 85°C
- Pyrolobus fumarii: temperatura óptima de crecimiento es de 105°C.
2)Psicrófilos
![]() |
Arthrobacter |
Ejemplos:
- Bacterias gram negativas: Moraxella, Psychrobacter, Polaribacter, Moritella, Vibrio y
Pseudomonas.
- Bacterias gran positivas: Arthrobacter, Bacillus y Micrococcus.
- Arqueas: Methanogenium, Methanococcoides y Halorubrum.
- Hongos y levaduras: Penicillium, Cladosporium, Cándida y Cryptococcus
3)Alcalófilos
Son organismos que viven en ambientes con pH por encima de 9. Sus
hábitats son muy básicos, como lagos sódicos y suelos muy carbonatados.
Estos organismos necesitan aislar el interior de la célula del medio
alcalino exterior, ya
que algunas moléculas especialmente las hechas de ARN se rompen a pH
superior a 8.
Ejemplos:
- Bacterias aeróbicas no marinas, muchas especies de Bacillus Spirulina (cianobacterias)
Arqueas.
- Algunos alcalofilos son también halófilos, la mayor parte de estos pertenecen al
dominio Archaea.
4)Halófilos
![]() |
"halobacterium" |
Ejemplos:
-género Halobacterium, que viven en entornos como el Mar Muerto, como la Haloarcula marismortui.
4)Acidófilos
![]() |
Acidobacterium |
Ejemplos:
- Ferroplasma acidarmanus, crece en ambientes de pH cercano a cero.
- Cyanidyum caldariuym, es capaz de vivir en pH cercano a cero manteniendo el
interior de la célula en un nivel casi neutro.
- Acontium cylatium, Cephalosporium sp y Trichosporon cerebriae (eucariotas del reino
fungí)
5)Otros grupos:
- Anhidrobióticos o xerófilos: Viven en ausencia de agua o son capaces de resistir la desecación viviendo con muy poca. Ejemplo: Selaginella lepidophylla
-Barófilo o Piezófilo: Se desarrollan en ambientes con presión muy alta (lechos oceánicos profundos de hasta once mil metros de profundidad: fosa de las Marianas)
-Criptoendolitos: Organismo de suelos profundos. Viven a muchos metros bajo el suelo, incluso en medio de rocas; el Bacillus infernus fue aislado a 2700 metros bajo la superficie del suelo; el Desulforudis audaxviator fue encontrado entre 1500 y 2800 metros de profundidad, en el suelo de una mina de oro (Cuenca de Witwatersand, Sudáfrica) donde soporta una temperatura de sesenta grados centígrados y un pH de 9,33.
-Metalotolerantes: Organismos que sufren altas concentraciones de metal en su entorno (cobre, cadmio, arsénico, zinc). Por ejemplo, el Ferroplasma y el Cupriavidus metallidurans, o el GFAJ-1El, que tolera el arsénico.
-Radiófilo: Soportan gran cantidad de radiación, como la bacteria Deinococcus radiodurans, el Thermococcus gammatolerans, o unos microbios recogidos en los acantilados de Devon, Inglaterra, que consiguieron sobrevivir casi 600 días expuestos a los rayos cósmicos y sin oxígeno.
-Poliextremófilos: Acumulan resistencias diversas a varios ambientes hostiles: Deinococcus radiodurans, Kineococcus radiotolerans, el Thermococcus gammatolerans o el Sulfolobus acidocaldarius)
-Los tardígrados: Se deshidratan para quedar como muertos durante cientos de años en condiciones de criptobiosis y pueden resistir en el espacio.
-Barófilo o Piezófilo: Se desarrollan en ambientes con presión muy alta (lechos oceánicos profundos de hasta once mil metros de profundidad: fosa de las Marianas)
-Criptoendolitos: Organismo de suelos profundos. Viven a muchos metros bajo el suelo, incluso en medio de rocas; el Bacillus infernus fue aislado a 2700 metros bajo la superficie del suelo; el Desulforudis audaxviator fue encontrado entre 1500 y 2800 metros de profundidad, en el suelo de una mina de oro (Cuenca de Witwatersand, Sudáfrica) donde soporta una temperatura de sesenta grados centígrados y un pH de 9,33.
-Metalotolerantes: Organismos que sufren altas concentraciones de metal en su entorno (cobre, cadmio, arsénico, zinc). Por ejemplo, el Ferroplasma y el Cupriavidus metallidurans, o el GFAJ-1El, que tolera el arsénico.
-Radiófilo: Soportan gran cantidad de radiación, como la bacteria Deinococcus radiodurans, el Thermococcus gammatolerans, o unos microbios recogidos en los acantilados de Devon, Inglaterra, que consiguieron sobrevivir casi 600 días expuestos a los rayos cósmicos y sin oxígeno.
-Poliextremófilos: Acumulan resistencias diversas a varios ambientes hostiles: Deinococcus radiodurans, Kineococcus radiotolerans, el Thermococcus gammatolerans o el Sulfolobus acidocaldarius)
-Los tardígrados: Se deshidratan para quedar como muertos durante cientos de años en condiciones de criptobiosis y pueden resistir en el espacio.
Conclusiones
Algunas bacterias pertenecen a varios de estos grupos. La mayor parte
de los extremófilos son microrganismos, hay archaeas (arqueobacterias),
procariotas (bacterias) y eucariotas. Su pequeño tamaño y el hecho de
que su metabolismo es muy adaptable ha permitido que colonicen ambientes
que son mortales para seres pluricelulares. Aunque hay que señalar que
también hay organismos pluricelulares, sobre todo entre los barófilos.
Hablar de vida es abarcar un sinnúmero de organismos diversos y
distintos. Millones y
millones de seres que se encuentran distribuidos en diferentes partes de
la Tierra. No todos los organismos vivientes habitan en un mismo
lugar, ni dependen de las
mismas condiciones físicas. Cada uno necesita de ambientes determinados
para poder
realizar sus funciones básicas. Así que pueden existir rastros de vida
en los lugares más recónditos e
inesperados. Lugares en los que cualquier otro ser vivo no podría
sobrevivir. Por último, cabe destacar un proceso fundamental en estos
organismos extremófilos: La
Adaptación, pues ésta les permite adecuarse al ambiente, y poder
desarrollarse y vivir.
Muy interesante artículo.
ResponderEliminarGracias
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