Microbios Marinos

La presente nota es una traducción literal al español de la publicada por el Smithsonian en idioma inglés. El final de la nota se podrá encontrar el enlace para leerlo en su idioma original.

Por Danielle Hall

Revisado por Alyson Santoro y Sarah Laperriere, UC Santa Barbara

Introducción

Invisible a simple vista, en el océano vive un mundo rebosante de microbios con una complejidad y diversidad que rivaliza con el resto de la vida en la Tierra. Incluyen bacterias, virus, arqueas, protistas y hongos. Si pesáramos todos los organismos vivos del océano, el 90% de ese peso correspondería a los microbios. El hecho de que estos microbios no puedan verse no significa que no sean importantes. Los microbios son a menudo los motores de los ecosistemas que, de otro modo, no tendrían acceso a los alimentos y nutrientes que necesitan. Muchos son también los guardianes de los ecosistemas sanos, limpiando el océano de residuos y a menudo defendiédolo de las enfermedades en lugar de propagarlas. Los microbios viven en algunos de los entornos más extremos, desde los respiraderos hidrotermales en ebullición hasta los lagos glaciares subterráneos de la Antártida. Incluso fueron la primera vida del planeta, viviendo sin oxígeno en un antiguo océano. Pueden brillar, ayudar a formar las nubes y producir una de las toxinas más mortíferas del mundo.

Los microbios son esenciales para un ecosistema oceánico próspero. Sin ellos, el mundo que conocemos no existiría.

¿Qué es un microbio?

Los microbios están en todas partes, incluido el océano. Un solo litro de agua de mar contiene unos mil millones de bacterias y 10 mil millones de virus. Pero, ¿qué significa ser un microbio? Un microbio es un organismo extremadamente diminuto, y no está necesariamente dentro de un grupo unificado que esté estrechamente relacionado. De hecho, los microbios existen en los tres dominios de la vida. Hay microbios que son bacterias, microbios que son arqueas y microbios que forman parte del dominio más complejo del que forman parte las plantas y los animales: los eucariotas. Incluso los virus, un grupo que los científicos debaten si es una forma de vida, se consideran microbios. Los microbios son increíblemente diversos y viven en bulliciosos mundos microscópicos que son invisibles a nuestros ojos.

Puedes ver cómo se relacionan todos estos microbios en nuestro árbol interactivo de la vida de los microbios marinos o continúa leyendo para aprender más.

Bacterias

El Silicibacter es un tipo de bacteria marina que vive en un dinoflagelado huésped específico. Sin la Silicibacteria, el dinoflagelado muere. (Dr. Robert Belas)

Aunque a menudo se las considera vectores de enfermedades, la mayoría de las bacterias son inofensivas y forman parte de los ecosistemas de todo el mundo. También son extremadamente abundantes: en una sola gota de agua puede haber más de 100 especies de bacterias. Se han encontrado en casi todas las superficies de la Tierra, incluso en lugares aparentemente inhóspitos. Las más pequeñas miden una centésima de milímetro y las más grandes, encontradas en los sedimentos oceánicos de la costa de Namibia, miden tres cuartos de milímetro, lo suficientemente grandes como para verlas a simple vista. Mientras que algunas obtienen energía mediante la fotosíntesis, otras son capaces de producirla a través de diferentes reacciones químicas. Las bacterias del género Bdellovibrio incluso cazan y consumen otras bacterias. Algunas bacterias, como las cianobacterias, vivieron hace más de 3.500 millones de años, durante el Precámbrico. Las pruebas de su existencia se encuentran en los montículos fosilizados llamados estromatolitos, rocas aparentemente anodinas que son, en realidad, capas y capas de cianobacterias muertas.

Una bacteria es un organismo unicelular, o procariota, con una estructura celular relativamente simple. Suelen tener forma de varilla, esfera o espiral, aunque algunas tienen características únicas, como una espiral especialmente apretada. La célula consta de una membrana celular permeable, ADN, fábricas de proteínas llamadas ribosomas y una pared celular externa protectora. A diferencia de otros organismos más complejos, como los eucariotas, las bacterias carecen de un núcleo cerrado y, en su lugar, el ADN flota en una maraña agrupada llamada nucleoide. El ADN bacteriano suele estar organizado en un único cromosoma circular. En ocasiones, las bacterias transportan ADN en anillos más pequeños conocidos como plásmidos. A menudo, un solo plásmido se transmite de una bacteria a otra en una interacción de tipo sexual denominada conjugación.

Modelo 3D de una bacteria Pelagibacter. (Cortesía de Xiaowei Zhao)

Las bacterias del océano se adaptan a su entorno. Las que están cerca de la superficie del agua, como las cianobacterias, tienden a hacer la fotosíntesis. Por tanto, tiene sentido que los tipos y el número de bacterias presentes en la superficie estén a menudo ligados a la ubicación y a la estación del año: aprovechan cuando la temperatura y la luz solar que son las adecuadas. Algunas bacterias se alimentan del fitoplancton moribundo y sólo crecen en número cuando hay floraciones de algas estacionales.

En las profundidades, las bacterias desarrollan adaptaciones únicas para arreglárselas sin la luz solar y, en general, esto conduce a una mayor diversidad bacteriana en las profundidades. Alrededor del 70% de los microbios del océano viven en la oscuridad del océano abierto. Aquí, las bacterias son más propensas a ser eficientes nadadores con colas llamadas flagelos, una necesidad para evitar a los hambrientos depredadores. Otras se aferran a las masas de partículas muertas que caen, ya que la materia en descomposición es una fuente perfecta de nutrientes.

Archaea

Micrografía electrónica de barrido de la archaea Methanocaldococcus villosus. (Cortesía de Gerhard Wanner, Universidad de Munich, Alemania)

Aunque en su día se consideraban bacterias especializadas, ahora se sabe que las arqueas constituyen un ámbito de vida propio y único. Gran parte de la confusión se debe a su parecido visual con las bacterias. También son organismos unicelulares con una estructura celular básica. Pero un examen más detallado revela que muchos de sus genes son más parecidos a la vida compleja, como los animales. Muchas arqueas viven en los entornos más extremos del planeta, incluyendo lugares increíblemente salados, calientes, ácidos o radiactivos. Incluso en las aguas termales de Yellowstone, estas criaturas prosperan. Tienen el récord de temperatura más alta tolerada, con 266 grados Fahrenheit (130 grados Celsius), y algunas investigaciones sugieren que podrían tolerar hasta 302 grados Fahrenheit (150 grados Celsius). Algunas arqueas pueden soportar entornos con un 35 por ciento de sal, lo que resulta sorprendente si se tiene en cuenta que el agua del océano sólo tiene un 3,5 por ciento de sal.

Como las primeras arqueas descubiertas se encontraron en ambientes extremos, inicialmente se clasificaron como "extremófilas". Sin embargo, ahora se sabe que viven en todas partes, en lugares tan dispares como el fondo del océano o el intestino de una vaca. Alrededor del 40% de los microbios que viven en el océano son arqueas. Algunos son lo suficientemente grandes como para verlos a simple vista, como una especie que crece en alfombras blancas y filamentosas en las raíces de los manglares de las Indias Occidentales, aunque la mayoría son microscópicos. Algunas viven asociadas a corales, esponjas y peces, mientras que otras, como la Thaumarchaeota, son una presencia dominante que flota en la columna de agua como plancton diminuto.

Virus

Un virus llamado cianófago que ataca a las cianobacterias. La barra indi