Investigaciones sobre el Origen de la Vida

Hace unos días, en Biocuriosidades, nos adentrábamos en el misterioso Lago Vostok donde se estudia actualmente la presencia de vida en condiciones extremas. Hoy queremos contaros nuevos avances sobre algunos microorganismos, en otra parte del mundo, que viven en condiciones extremas pero que podrían haber sido normales en la Tierra primigenia.

En el Parque Nacional de Yellowstone (extendido entre los estados de Wyoming, Montana e Idaho, USA), han descubierto un linaje particular de arqueas, las Marsarqueotas. El estudio se ha publicado en la revista Nature Microbiology. Ésta es su referencia:

Zackary J. Jay, Jacob P. Beam, Mensur Dlakić, Douglas B. Rusch, Mark A. Kozubal, William P. Inskeep. Marsarchaeota are an aerobic archaeal lineage abundant in geothermal iron oxide microbial matsNature Microbiology, 2018; DOI: 10.1038/s41564-018-0163-1

Parque Nacional Yellowstone.

Las biocuriosas arqueas.

Las arqueas son un tipo de microorganismos unicelulares procariotas, parecidos a las bacterias, pero que suelen vivir en condiciones extremas. Presentan algunas características fisiológicas y estructurales particulares que les permiten sobrevivir en ambientes altamente inhóspitos, como los caracterizados por temperaturas extremas, alta salinidad, zonas heladas o áridas, etc.

arqueas
Árbol Filogenético de los diferentes dominios de seres vivos. Fuente: Rubén Portela, disponible https://cienciaybiologia.com/arqueas/

Otra peculiaridad que nos encanta a los biólogos de las arqueas, es su diversidad de metabolismos. De hecho, su metabolismo no tiene por qué estar basado en captar oxígeno, como hacemos nosotros, para respirar. Estas arqueas Marsarqueotas, en particular, “respiran” hierro. Una característica que las relaciona con un posible origen muy ancestral, e incluso, se especula que una hipotética vida en Marte podría parecerse a ellas. ¿Por qué estas asociaciones?

Las nuevas, pero ancestrales Marsarqueotas.

Aunque de muy reciente descubrimiento, las Marsarqueotas podrían ser uno de los primeros seres vivos que pululaban por la Tierra. Su posible antigüedad, se relaciona a que los materiales geológicos más antiguos encontrados en la Tierra presentan un alto contenido en hierro, lo cual podría haber beneficiado a organismos que se nutran de este elemento, como estas arqueas y no a otros organismos.

Aguas termales ricas en hierro.

Arqueas con aires marcianos.

Cómo comentábamos, también se han asociado con posible vida en Marte. Se debe también a sus características y hábitos de vida. Muy similares a la vida que podría darse en el Planeta Rojo, ya que es muy rico en hierro. Si se encontrara vida allí podría ser similar a estas arqueas, con un metabolismo basado en hierro, pobre en oxígeno, aunque posiblemente tendría que estar adaptado a temperaturas mucho más frías.

 

Río Tinto, Huelva

En España, tenemos un punto con características similares, el río Tinto, que también está siendo estudiado por la NASA y otras entidades aeroespaciales para esclarecer posibles similitudes con un ecosistema en Marte.

 

 

Estas arqueas presentan una tonalidad rojiza (debido a que oxidan el hierro, como el color rojizo que aparece en un clavo de hierro oxidado), crecen a la calentita temperatura de 50-80ºC, en aguas ácidas y pobres en oxígeno. Todo un cóctel de características que parecen complicadas para muchos seres vivos, pero la vida nunca dejará de sorprendernos.

File:Pulpit Terraces, Yellowstone National Park, Wyoming ...

Los microorganismos de Yellowstone y la ciencia.

Yellowstone es un paraje alucinante por muchos aspectos. A nivel geológico se pueden admirar cráteres, géiseres, lagos de agua termal, pilas calcáreas, terrazas como las que veis en la imagen superior, columnas basálticas, etc. A nivel biológico presenta un ecosistema muy rico y único. Incluye más de 1700 endemismos (especies únicas de esa región) de plantas y líquenes, y un amplio número de animales diferentes. Pero quizás, los microorganismos son los que más han llamado la atención de los investigadores de Yellowstone. Actualmente, se cree que conocemos menos del 1% de los microorganismos totales del parque.

Sin embargo, este 1% de microorganismos, ha supuesto grandes avances en nuestra comprensión sobre los organismos extremófilos (de ambientes extremos) y, además, han participado en importantísimos avances en el campo de la ingeniería genética.

Nuestra protagonista en este apartado es la bacteria termófila Thermus aquaticus (también conocida como Thermophilus aquaticus). Esta bacteria fue aislada en las proximidades de un lago caliente de Yellowstone por primera vez y descrita por Thomas Brock en 1969. A las condiciones a las que vive, muchos seres vivos tendrían graves problemas para mantener sus proteínas estables, las cuales se desnaturalizan (se desestructuran y pierden sus propiedades) a tan altas temperaturas. Para subsanarlo, esta bacteria produce una enzima específicamente termorresistente para la replicación de su ADN, la ADN polimerasa Taq. Esta enzima es actualmente ampliamente utilizada en laboratorio, para llevar a cabo la técnica de PCR, una técnica ahora básica para amplificar muestras de ADN. Hoy en día, se ha convertido en una técnica prácticamente indispensable en cualquier laboratorio de investigación de ámbito genético, microbiológico y virológico, médico y forense, entre otros.

Gracias, Yellowstone, por este regalo tan curioso en nuestra naturaleza.

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