¡Las bacterias de Yellowstone están que arden!

¿Se imaginan vivir en un lago hirviente que se encuentra sobre el mega volcán más peligroso del mundo?

El Parque Nacional Yellowstone fue el primer parque nacional del mundo, fundado en 1872. Yellowstone es conocido por sus bellos paisajes y por su riqueza geológica y natural. Sin embargo, el parque presenta manantiales y geisers termales que expulsan agua hirviendo desde las profundidades de la tierra. Esto se debe a que el parque se encuentra sobre el volcán más activo, más explosivo, más violento y más mortal del planeta. Pero cuando vemos los hermosos paisajes del parque (Figura 1) lo que todos se preguntan es ¿dónde está el volcán?

Figura 1. Paisaje de las montañas del Parque Nacional Yellowstone (Travel places, 2002)

Bueno, pues este volcán tiene un cráter de 72 km de diámetro y su poder destructivo se encuentra debajo de la tierra; en una enorme cámara de lava alimentada desde lo más profundo del planeta (Figura 2). La última erupción de este mega-volcán fue hace 6400 millones de años y se cree que fue 80 veces más grande y destructiva que el Krakatoa. Lo que es aún más aterrorizante, es que este volcán podría volver a hacer erupción en cualquier momento amenazando la vida en el planeta; haciéndolo uno de los lugares más extremos para vivir.

Figura 2. Mega volcán bajo Yellowstone (Peláez, 2013)

Y hablando de extremo, este es el hogar de unos de nuestros queridos microorganismos extremófilos. El parque tiene una famosa fuente termal hirviente llamada la “Gran fuente prismática” (Figura 3), la cual puede llegar hasta los 95°C. Además, es la fuente termal más grande de los Estados Unidos y la tercera más grande del mundo. La Gran fuente prismática, llamada así por sus llamativos colores, es el hogar de bacterias hipertermófilas pigmentadas y cianobacterias, las cuales le dan su fascinante coloración. Estas bacterias extremas crecen en las orillas de este manantial rico en minerales y producen colores que van desde verde hasta rojo, dependiendo de la cantidad de clorofila o carotenoides que contienen y de la capacidad de cada especie de bacteria para soportar temperaturas cada vez más extremas.

Figura 3. Gran Fuente Prismática (Grand Prismatic Spring) en el Parque Nacional Yellowstone (Mencin, 2008)

La bacteria más extrema de este manantial es Aquifex aeolicus (Figura 4), la cual puede desarrollarse a una temperatura de 95°C soportando la temperatura límite a la que una bacteria puede vivir. Pero, ¿cómo logran estas bacterias soportar temperaturas tan extremas?. Las bacterias hipertermófilas tienen distintas adaptaciones como enzimas y proteínas muy estables, cuyo funcionamiento óptimo es a altas temperaturas. Su resistencia también se debe a la gran cantidad de enlaces iónicos y al denso empaquetamiento de las proteínas haciéndolas resistentes a la desnaturalización. También producen solutos como glicerol fosfato, el cual ayuda a estabilizar las proteínas evitando su degradación térmica. Las membranas celulares de estas bacterias también deben ser muy estables por lo que presentan lípidos ricos en ácidos grasos saturados permitiendo que las membranas sean funcionales a altas temperaturas.

Figura 4. Imagen de la bacteria Aquifex aeolicus (Stetter y R. Rachel, Universidad de Regensburg, Alemania)

A. aeolicus comparte este hogar con cianobacterias que utilizan luz solar como fuente de energía. Sin embargo, A. aeolicus es quimiolitoautótrofa por lo que tiene la capacidad de utilizar una fuente inorgánica de carbono para realizar biosíntesis o bien, para obtener energía. Gracias a su complejo metabolismo, esta bacteria puede desarrollarse utilizando el hidrógeno, oxígeno, dióxido de carbono y los minerales que se encuentran en esta fuente termal. Los científicos que estudian estos organismos termófilos han descubierto que los organismos quimiotrofos pueden crecer a temperaturas más elevadas que los fototrofos.

Estas bacterias hipertermófilas amantes del peligro y el calor extremo, además de su increíble capacidad de disfrutar la vida a altas temperaturas, son las artistas de uno de los espectáculos coloridos más impresionantes en las fuentes termales de Yellowstone. Por esta razón, estos impresionantes organismos son los ganadores extremófilos de esta semana.

Por: VS, MA, AG y AM

Literatura citada:

1. Deckert, G., P. Warren, T. Gaasterland, W. Young, A. Lenox, D. Graham, R. Overbeek, M. Snead, M. Keller, M. Aujay, R. Huber, R. Feldman, J. Short, G. Olsen y R. Swanson. 1998. “The complete genome of the hyperthermophilic bacterium Aquefex aeolicus”. Macmillan Publishers. 392: 353-357 pp.

2. Mobile Reference. 2010. “Travel Yellowstone National Park”. Travel Guide and Maps. 506 pp.

3. Carcavilla, L. 2007. “Patrimonio geológico y geodiversidad”. IGME. 339 pp.

4. Hundley, R. 2010. “Se acaba el mundo en el 2012”. Thomas Nelson Inc. 224 pp.

5. Brussow, H. 2007. “The quest for food”. Springer. 866 pp.

6. Curtis, H. 2006. “Invitación a la biología”. Ed. Médica Panamericana. 675 pp.

7. Castillo, F. 2005. “Biotecnología ambiental”. Editorial Tebar. 614 pp.