Historia de una vida. 3- Bacterias (parte 2)
En la entrada anterior vimos algunas generalidades de las bacterias y a continuación veremos un poco sobre su diversidad y ecología, centrándonos en los grupos con más impacto. Empezaremos con las cianobacterias, las principales formadoras de los estromatolitos.
Las cianobacterias o también llamadas
algas azules son unos microorganismos que reciben este nombre por su color
verde-azulado, ya que son fotosintéticas. En este aspecto son mas similares a
las algas y plantas que a las bacterias, ya que el pigmento que utilizan para
captar la luz es la clorofila, y no la bacterioclorofila.
Son organismos unicelulares que
pueden formar filamentos, formando agregados de diferentes células y que se
pueden observar en hábitats acuáticos e incluso en la tierra, como es el caso
de Nostoc. También hay especies que
forman simbiosis con líquenes, flagelados y plantas.
Gracias a estas bacterias la
tierra es tal y como la conocemos, gracias a ellas hoy respiramos oxígeno, y es
que en los orígenes de la tierra en la atmosfera no había presencia de oxígeno,
era una atmosfera reductora donde había gases como nitrógeno, vapor de agua,
CO2, CO, metano…
Como he mencionado, estos
microorganismos son fotosintéticos, concretamente realizan la fotosíntesis
oxigenica, esto quiere decir que utiliza el agua para realizarla y libera
oxigeno como subproducto. Con el paso de los años y la abundancia de
cianobacterias este oxigeno fue llegando y acumulándose en la atmosfera,
cambiando las condiciones de nuestro planeta. A esto se le llama actualmente el
“Gran evento de oxidación” y dio paso a la vida como la conocemos hoy, pero también
acabo con muchos organismos para los que el oxígeno era toxico, los organismos anaeróbicos,
que eran los más frecuentes por entonces.
No obstante, parece haber algo
que no cuadra, la fotosíntesis oxigenica apareció antes de que se diera este
gran aumento de oxígeno en la atmosfera, entonces ¿estos dos sucesos están realmente
relacionados? Para responder a esto he podido leer un par de teorías.
Una de ellas dice que durante los
primeros millones de años el oxígeno que producían las cianobacterias era
consumido por reacciones con compuestos reducidos que expulsaba la Tierra(1)
(por ejemplo, con el vulcanismo), compensando y amortiguando la producción de oxígeno.
Más tarde estas reacciones disminuirían y el oxígeno se pudo empezar a acumular.
En esta imagen
se puede observar en verde la aparición de la fotosíntesis oxidativa y en azul
y rojo la evolución de la concentración de oxígeno en la atmosfera. Vemos que
este gran salto tuvo lugar hace algo menos de 2.500 Ma, bastante después de la aparición
de las cianobacterias. Fuente: (1).
Otra de las causas que podrían haber
afectado es la variación de la duración del día (2), y es que en los
orígenes de la tierra un día duraba únicamente 6 horas, con el paso del tiempo
y gracias a la atracción gravitatoria de la Tierra esta velocidad habría disminuido,
acercándose mas a las 24 horas actuales. El incremento de la duración del día habría
permitido que estos microorganismos liberaran más oxígeno a la atmosfera.
Las cianobacterias no solo son
importantes por su aportación de oxígeno, sino que también por la fijación de nitrógeno
atmosférico que llevan a cabo, cosa que pocos organismos pueden hacer. Esto es
muy importante ya que el nitrógeno es un elemento básico en los seres vivos, es
elemental para muchas biomoléculas, y sin la acción de estas bacterias no lo podríamos
incorporar. La fijación de N2 la realizan unas células especiales llamada
heterocistos, estas están aisladas del oxígeno exterior que las daña y
contienen la enzima nitrogenasa, la encargada de realizar estas reacciones.
Como se observa en la imagen anterior hay muchos grupos diferentes de bacterias, y no pienso parame en cada uno de ellos, pero si lo voy a hacer en un grupo, en los Proteobacterios, y es porque es el grupo más abundante y en el que se encuentran las especies más comunes.
Este grupo es muy diverso, tiene prácticamente todos los tipos de metabolismo que puedas imaginar, sacan energía de donde sea, de la luz, de compuestos químicos, obtienen el carbono de materia orgánica o inorgánica, tienen todos los tipos de tolerancia al oxígeno, hay simbiontes, parásitos…
De la misma forma que las cianobacterias son importantes en
el ciclo del nitrógeno, este grupo también los es para los ciclos del carbono,
nitrógeno y azufre, ya que utilizan o producen compuestos que contienen estos
elementos.
Pero en este grupo también hay algunas causantes de enfermedades bien conocidas, como es el caso de Vibrio cholerae (cólera), Vibrio parahaemolyticus (gastrointeritis), Helicobacter pylori (ulceras estomacales) o Salmonella (salmonela).
Como especie curiosa encontramos Vibrio fisheri, que emite bioluminiscencia y es simbiotente de peces que viven a muchas profundidades. Estas bacterias están instaladas cerca de la boca del pez y emiten luz que sirve de anzuelo para las presas del pez. Otro ejemplo de bioluminiscencia es Photorhabdus luminescens, que es patógena de insectos y comienzan su ciclo biológico en nematodos (un tipo de gusanos que ya veremos). La bioluminiscencia en bacterias es causada por la enzima luciferasa.
Por ultimo, para despedirme por hoy os dejo un enlace a National Geographic que habla sobre los microorganismos que tenemos en nuestro cuerpo:
https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/grandes-reportajes/microbios-secretos-inquilinos_13821
Bibliografía
(1) C. A. Partin, A. Bekker et al. (2013). Large-scale fluctuations in Precambrian atmospheric and oceanic oxygen levels from the record of U in shales. Earth and Planetary Science Letters, 369-370, 5.
(2) Alejandro López. (2021). Un cambio en la duración de los días hizo posible la aparición del oxígeno que respiramos en la atmósfera. National Geographic en Español. 9 de Agosto de 2021.
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