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Científicos descubren la bacteria más grande jamás vista

Científicos descubren la bacteria más grande jamás vista | Noticias de Buenaventura, Colombia y el Mundo

En un bosque de manglares del Caribe, los científicos han descubierto una especie de bacteria que crece hasta alcanzar el tamaño y la forma de una pestaña humana.

Estas células son las bacterias más grandes jamás observadas, miles de veces más grandes que bacterias más familiares como Escherichia coli. “Sería como conocer a otro ser humano del tamaño del Monte Everest”, dijo Jean-Marie Volland, microbiólogo del Joint Genome Institute en Berkeley, California.

Dr. Volland y sus colegas publicado su estudio de la bacteria, llamada Thiomargarita magnifica, el jueves en la revista Science.

Los científicos alguna vez pensaron que las bacterias eran demasiado simples para producir células grandes. Pero Thiomargarita magnifica resulta ser notablemente complejo. Con la mayor parte del mundo bacteriano aún por explorar, es muy posible que bacterias aún más grandes y complejas estén esperando a ser descubiertas.

Han pasado unos 350 años desde que el pulidor de lentes holandés Antonie van Leeuwenhoek descubrió las bacterias al rasparse los dientes. Cuando colocó la placa dental bajo un microscopio primitivo, se asombró al ver organismos unicelulares nadando. Durante los siguientes tres siglos, los científicos encontraron muchos más tipos de bacterias, todas invisibles a simple vista. Una célula de E. coli, por ejemplo, mide aproximadamente dos micraso menos de una diezmilésima de pulgada.

Cada célula bacteriana es su propio organismo, lo que significa que puede crecer y dividirse en un par de nuevas bacterias. Pero las células bacterianas a menudo viven juntas. Los dientes de Van Leeuwenhoek estaban cubiertos con una película gelatinosa que contenía miles de millones de bacterias. En lagos y ríos, algunas células bacterianas se unen para formar diminutos filamentos.

Los seres humanos somos organismos multicelulares, nuestros cuerpos están formados por aproximadamente 30 billones de células. Si bien nuestras células también son invisibles a simple vista, por lo general son mucho más grandes que las de las bacterias. Un óvulo humano puede alcanzar aproximadamente 120 micras de diámetro, o cinco milésimas de pulgada.

Las células de otras especies pueden crecer aún más: el alga verde Caulerpa taxifolia produce células en forma de cuchilla que pueden crecer hasta pie de largo.

A medida que surgía el abismo entre las células pequeñas y las grandes, los científicos observaron la evolución para darle sentido. Animales, plantas y hongos pertenecen todos al mismo linaje evolutivo, llamados eucariotas. Los eucariotas comparten muchas adaptaciones que les ayudan a construir células grandes. Los científicos razonaron que sin estas adaptaciones, las células bacterianas debían permanecer pequeñas.

Para empezar, una célula grande necesita un soporte físico para que no se colapse ni se desgarre. Las células eucariotas contienen cables moleculares rígidos que funcionan como los postes de una tienda de campaña. Sin embargo, las bacterias no tienen este esqueleto celular.

Una célula grande también se enfrenta a un desafío químico: a medida que aumenta su volumen, las moléculas tardan más en desplazarse y encontrarse con los socios adecuados para llevar a cabo reacciones químicas precisas.

Los eucariotas han desarrollado una solución para este problema al llenar las células con pequeños compartimentos donde pueden tener lugar distintas formas de bioquímica. Mantienen su ADN enrollado en un saco llamado núcleo, junto con moléculas que pueden leer genes para producir proteínas, o las proteínas producen nuevas copias de ADN cuando una célula se reproduce. Cada célula genera combustible dentro de bolsas llamadas mitocondrias.

Las bacterias no tienen los compartimentos que se encuentran en las células eucariotas. Sin un núcleo, cada bacteria suele llevar un bucle de ADN que flota libremente en su interior. Tampoco tienen mitocondrias. En cambio, normalmente generan combustible con moléculas incrustadas en sus membranas. Este arreglo funciona bien para células diminutas. Pero a medida que aumenta el volumen de una celda, no hay suficiente espacio en la superficie de la celda para suficientes moléculas generadoras de combustible.

La simplicidad de las bacterias parecía explicar por qué eran tan pequeñas: simplemente no tenían la complejidad esencial para crecer.

Sin embargo, esta conclusión se hizo demasiado apresuradamente, según Shailesh Date, fundador del Laboratorio de Investigación en Sistemas Complejos en Menlo Park, California, y coautor con el Dr. Volland. Los científicos hicieron amplias generalizaciones sobre las bacterias después de estudiar solo una pequeña porción del mundo bacteriano.

“Solo hemos arañado la superficie, pero hemos sido muy dogmáticos”, dijo.

Ese dogma comenzó a resquebrajarse en la década de 1990. Los microbiólogos descubrieron que algunas bacterias han desarrollado sus propios compartimentos de forma independiente. También descubrieron especies que eran visibles a simple vista. Epulopiscium fishelsonipor ejemplo, salió a la luz en 1993. Viviendo dentro del pez cirujano, la bacteria crece hasta 600 micrones de largo, más grande que un grano de sal.

Olivier Gros, biólogo de la Universidad de las Antillas, descubrió Thiomargarita magnifica en 2009 mientras inspeccionaba los manglares de Guadalupe, un grupo de islas del Caribe que forman parte de Francia. El microbio parecía piezas en miniatura de espagueti blanco, formando una capa sobre hojas muertas de árboles que flotaban en el agua.

Al principio, el Dr. Gros no sabía lo que había encontrado. Pensó que los espaguetis podrían ser hongos, esponjas diminutas o algún otro eucariota. Pero cuando él y sus colegas extrajeron ADN de muestras en el laboratorio, se reveló que eran bacterias.

El Dr. Gros unió fuerzas con el Dr. Volland y otros científicos para observar más de cerca a los extraños organismos. Se preguntaron si las bacterias eran células microscópicas unidas en cadenas.

Ese resultó no ser el caso. Cuando los investigadores observaron dentro de los fideos bacterianos con microscopios electrónicos, se dieron cuenta de que cada uno era su propia célula gigantesca. La celda promedio medía alrededor de 9,000 micrones de largo, y la más grande tenía 20,000 micrones, lo suficientemente largo como para abarcar el diámetro de un centavo.

Los estudios sobre Thiomargarita magnifica han avanzado lentamente porque el Dr. Vallant y sus colegas aún tienen que averiguar cómo hacer crecer la bacteria en su laboratorio. Por ahora, el Dr. Gros tiene que reunir un nuevo suministro de bacterias cada vez que el equipo quiera realizar un nuevo experimento. Puede encontrarlos no solo en las hojas, sino también en conchas de ostras y botellas de plástico sobre sedimentos ricos en azufre en el bosque de manglares. Pero las bacterias parecen seguir un ciclo de vida impredecible.

“En los últimos dos meses, no puedo encontrarlos”, dijo el Dr. Gros. “No sé dónde están”.

Dentro de las células de Thiomargarita magnifica, los investigadores han descubierto una estructura extraña y complicada. Sus membranas tienen muchos tipos diferentes de compartimentos incrustados en ellas. Estos compartimentos son diferentes a los de nuestras propias células, pero pueden permitir que Thiomargarita magnifica crezca hasta alcanzar un tamaño enorme.

Algunos de los compartimentos parecen ser fábricas generadoras de combustible, donde el microbio puede aprovechar la energía en nitratos y otras sustancias químicas que consume en el manglar.

Thiomargarita magnifica también tiene otros compartimentos que se parecen mucho a los núcleos humanos. Cada uno de los compartimentos, que los científicos llaman pepinas por las pequeñas semillas de frutas como los kiwis, contiene un bucle de ADN. Mientras que una célula bacteriana típica tiene solo un bucle de ADN, Thiomargarita magnifica tiene cientos de miles de ellos, cada uno dentro de su propia pepina.

Aún más notable, cada pepina contiene fábricas para construir proteínas a partir de su ADN. “Tienen esencialmente pequeñas células dentro de las células”, dijo Petra Levin, microbióloga de la Universidad de Washington en St. Louis, que no participó en el estudio.

El enorme suministro de ADN de Thiomargarita magnifica puede permitirle crear las proteínas adicionales que necesita para crecer. Cada pepina puede producir un conjunto especial de proteínas necesarias en su propia región de la bacteria.

El Dr. Volland y sus colegas esperan que después de que comiencen a cultivar la bacteria, podrán confirmar estas hipótesis. También abordarán otros misterios, como por ejemplo cómo la bacteria logra ser tan resistente sin un esqueleto molecular.

“Puedes sacar un solo filamento del agua con unas pinzas y ponerlo en otro recipiente”, dijo el Dr. Volland. «Cómo se mantiene unida y cómo adquiere su forma: estas son preguntas que no hemos respondido».

El Dr. Date dijo que puede haber más bacterias gigantes esperando a ser encontradas, tal vez incluso más grandes que Thiomargarita magnifica.

“Qué tan grandes pueden llegar a ser, realmente no lo sabemos”, dijo. “Pero ahora, esta bacteria nos ha mostrado el camino”.

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Author: Redacción

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