BIOLOGÍA

¿Cuál es el tamaño mínimo de la vida?

Un equipo de científicos identifica y caracteriza por primera vez un grupo de bacterias ultrapequeñas, que se mueven en los límites del tamaño mínimo de la vida y podrían tener un papel clave en el medioambiente. Por hacerse una idea, una sola bacteria de E.coli podría albergar en su interior unas 150 de estas mini-bacterias.

Una muestra de las bacterias ultrapequeñas caracterizxadas
Una muestra de las bacterias ultrapequeñas caracterizxadas Banfield et al.

Son bacterias que se encuentran en cualquier muestra de tierra, las hay por trillones, pero hasta ahora nuestros instrumentos no han sido lo suficientemente precisos como para identificarlas. El equipo de Jill Banfield, de la Universidad de Berkley, ha obtenido las primeras imágenes microscópicas detalladas y ha analizado el genoma de una serie de bacterias ultrapequeñas que se mueven en el límite del tamaño mínimo para la vida y cuya existencia era hasta ahora objeto de debate.

Hasta 150 de ellas podrían caber en el interior de una bacteria como Escherichia coli.

Los microorganismos analizados por los científicos tienen un volumen de 0,009 micras cúbicas (una micra es la millonésima parte de un metro) y se calcula que hasta 150 de ellas podrían caber en el interior de una bacteria de tamaño estándar como Escherichia coli. Estas bacterias tienen su ADN en espirales compactadas, un número muy pequeño de ribosomas y se sospecha que tienen un metabolismo incompleto que quizá las haga dependientes de otras bacterias. Como curiosidad, también tienen estructuras ciliadas en su membrana, lo que les permite desplazarse.

"Estas bacterias ultrapequeñas recién descritas son una muestra de un subgrupo de vida microbiana en la Tierra de la que apenas sabemos nada", asegura Banfield. "Son enigmáticas", añade. "Estas bacterias se encuentran en muchos ambientes y probablemente juegan papeles importantes en las comunidades microbianas y ecosistemas. Pero no entendemos del todo lo que estas bacterias ultrapequeñas hacen".

Para poder detectarlas, los científicos han empleado un sistema de filtros por el que han ido pasando muestras de agua recogidas en una zona de Colorado (EEUU). Tras pasar los filtros de 0,2 micras, que se usa para esterilizar el agua, explican en Nature Communications, las muestras seguían conteniendo seres vivos. Para analizarlos, los investigadores congelaron la muestra a -272 Celsius y las observaron mediante criomicroscopía electrónica. Entre las células observadas - de los filos WWE3, OP11 y OD1, había muchas en plena división, lo que demuestra que se trataba de ejemplares vivos y no bacterias atrofiadas y anormalmente pequeñas.

Los científicos aseguran que estas bacterias son enigmáticas y podrían jugar un papel clave en el medioambiente.

"Este estudio aporta pruebas muy sólidas (morfológicas y genéticas) sobre la existencia de bacterias muy pequeñas, en el rango de 250-300 nanómetros de diámetro", explica a Next Carlos Briones, investigador del Centro de Astrobiología. "Es muy interesante el hecho de que se haya podido secuenciar su genoma completo y que se trate de bacterias y no de arqueas". Para Briones también es interesante analizar el papel de estos seres vivos en el ambiente y las posibles relaciones ecológicas en las que estarán implicados. "Con ello se profundiza en una idea muy comentada actualmente", asegura. "En el ambiente debe de haber miles y miles de especies no conocidas ni caracterizadas, que de hecho no son cultivables en el laboratorio y pueden darnos muchas sorpresas".

Sobre el material genético analizado, los propios autores del trabajo reconocen desconocer la función de los genes empaquetados en estas espirales compactas, aunque sospechan que quizá las bacterias sean dependientes de otros organismos para poder vivir. Esto abre el debate sobre cuál es el tamaño mínimo para albergar las estructuras necesarias para que una célula se mantenga con vida. "No hay un consenso sobre cómo de pequeño puede ser un organismo vivo e independiente ni sobre cuánto espacio optimizado necesita el límite más pequeño de la vida", explica Birgit Luef, coautor del trabajo. "Nuestra investigación es un paso importante para caracterizar el tamaño, la forma y la estructura interna de las células ultrapequeñas".

El límite para contener todo lo necesario para la vida podría estar en torno a los 250 nm de diámetro

Para Briones, éstas no son estrictamente las bacterias más pequeñas de las que se tiene noticia (se conoce por ejemplo el conocidísimo Mycoplasma genitalium, pero la mayoría de formas de vida de este tamaño son endosimbiontes, es decir, dependen de los demás y no son libres. Sobre la pregunta del tamaño mínimo de la vida, Briones cree que seguimos sin respuesta. "Las evidencias actuales - incluyendo estas últimas de Banfield - nos dirían que una célula de aproximadamente 250 nm de diámetro, es decir, un diámetro 4 veces menor que las bacterias 'típicas' como E. coli. ¿Pero ese es el límite real? O, dicho de otra forma, ¿en qué tamaño mínimo 'cabe' todo lo necesario para que una bacteria o arquea funcione?", se pregunta.

"A la célula más pequeña posible le haría  falta 'tener' un genoma corto", sostiene Briones, "ribosomas, algunos otros agregados macromoleculares, todas las enzimas necesarias para mantener el metabolismo, una membrana con canales y transportadores específicos. En teoría todo eso cabría en mucho menos espacio que una vesícula de 250 nm de diámetro, pero está por ver que fuera funcional". A esta cuestión se le suma otra aún más fascinante: ¿cuál fue el tamaño de las primeras células vivas? "Probablemente serían lo más pequeñas posible para que fueran viables y pudieran reproducirse 'repartiendo' su contendido entre dos células más o menos iguales... Pero, ¿cuánto es eso?", se pregunta Briones. "Todavía no lo sabemos".

Referencia: Diverse uncultivated ultra-small bacterial cells in groundwater (Nature Communications)


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