Un curioso tipo de bacteria encontrada en el fondo del océano profundo podría tener un metabolismo diferente a todo lo que hemos visto antes.
Conocido como Acetobacterium woodii, Los científicos alemanes afirman que esta especie, que también vive en los intestinos de las termitas, puede crear y usar hidrógeno y dióxido de carbono para producir energía por sí sola, incluso sin la necesidad de oxígeno.
La capacidad de sobrevivir tanto en sustancias orgánicas como inorgánicas sin oxígeno hace que esta bacteria sea única entre los microorganismos, y aunque los científicos sospechan que existe algo así, nunca se ha descrito claramente entre los microorganismos. bacterias acetogénicas, que producen metano libre de oxígeno.
"Ya se han especulado que muchas formas de vida antiguas poseen el tipo de metabolismo que hemos descrito en A. woodii
"Esto se supone, por ejemplo, para el Archaea de Asgard que se descubrieron hace unos años en el fondo marino de California. Nuestras investigaciones proporcionan la primera evidencia de que estos caminos del metabolismo realmente existen ".
Los respiraderos hidrotermales solo se descubrieron a fines de los años 70, y desde entonces nos hemos dado cuenta de que estos extraños hábitats albergan formas de vida complejas y dinámicas, que incluyen esteras de bacterias de varios centímetros de espesor, que se alimentan de compuestos inorgánicos como el hidrógeno y el sulfuro, a medida que suben por el subsuelo.
De hecho, esto podría ser uno de los mayores reservorios de diversos microorganismos convertidores de hidrógeno en el mundo y, como resultado, se cree que algunas de estas criaturas pueden tener sistemas metabólicos diferentes a todo lo que hemos visto antes.
La cuestión es que el exceso de hidrógeno inhibe el proceso de fermentación, e incluso los respiraderos hidrotermales más débiles exceden fácilmente los niveles necesarios para albergar bacterias fermentativas. Entonces, ¿cómo es que tales microbios existen aquí abajo?
Aparentemente, la respuesta está en mantenerse unidos. Si una bacteria que produce hidrógeno se une con otro microorganismo que oxida el hidrógeno, como las arqueas productoras de metano, entonces la segunda puede mantener buenas condiciones ambientales para que la primera viva y se reproduzca.
(Adam y Perner, Frontiers in Microbiology, 2018)
Es una pequeña amistad útil, o sintrófico relación: en las profundidades del mar, pero si bien este es probablemente el tipo dominante de fermentación que se produce en estos entornos, puede que no sea el único.
El nuevo análisis esencialmente afirma haber encontrado un microorganismo capaz de desempeñar ambos roles en una sola célula bacteriana.
"A diferencia de, A. woodii combina las características metabólicas de dos socios sintróficos en una célula bacteriana ", los autores del análisis concluir.
"Dependiendo de las condiciones ambientales A. woodipuedo desempeñar el papel del compañero fermentador … o el compañero consumidor de hidrógeno ".
No está claro exactamente cómo las bacterias logran esto, pero los autores postulan que una vía fermenta sustratos orgánicos en ácido acético, alcoholes e hidrógeno molecular, mientras que otra vía actúa como un 'sumidero de electrones' para el ambiente exterior, haciendo posible la fermentación energéticamente al formar acético. ácido de CO2 e hidrógeno.
Apagando el gen que controla la enzima responsable de la producción de hidrógeno, los investigadores descubrieron que la bacteria solo podía crecer en un sustrato de fructosa si se agregaba hidrógeno externo. Pruebas posteriores revelaron que ambos caminos están conectados al hidrógeno que no sale de la célula.
Si bien este doble metabolismo puede existir en otras bacterias, el sistema es mucho menos común. A. woodii tiene un umbral de hidrógeno más bajo y no puede producir tanta energía al convertir CO2 en metano como las arqueas metanogénicas.
Esto significa que las bacterias acetogénicas activas son probablemente menos abundantes en estos respiraderos, y esa puede ser la razón por la que han evadido nuestro aviso hasta ahora.
"Aunque el 'reciclaje de hidrógeno' que descubrimos, A. woodii posee un máximo de flexibilidad metabólica " dice uno del equipo, microbiólogo molecular Anja Wiechmann.
"En un ciclo, puede crear y utilizar hidrógeno, o utilizar hidrógeno de fuentes externas".
El estudio fue publicado en El Diario ISME.