Organismos Anaeróbicos del Planeta Tierra
Introducción
Los organismos anaeróbicos son aquellos que viven en un ambiente anóxico, uno que carece de oxígeno. Si bien la mayoría de los seres vivos necesitan oxígeno para sobrevivir, son aeróbicos, el oxígeno puede ser tóxico para los organismos anaeróbicos. La gran mayoría de organismos producen moléculas de energía llamadas ATP (trifosfato de adenosina) a través de un proceso de respiración celular aeróbica. Este complejo conjunto de interacciones químicas tiene lugar en el citoplasma y la membrana celular de los procariotas y en las mitocondrias de los eucariotas.
Desarrollo
Durante la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final de electrones al final de una cadena de transporte de electrones., razón por la cual los organismos aeróbicos deben respirar aire que contenga oxígeno para sobrevivir. Sin embargo, los organismos anaeróbicos utilizan la fermentación o la respiración celular anaeróbica para producir ATP. En este caso, un átomo distinto del oxígeno es el aceptor de electrones final. Por ejemplo, algunas bacterias anaeróbicas que viven en las profundidades del lodo en zonas pantanosas usan un ion sulfato en lugar de oxígeno.
El sulfuro de hidrógeno se produce como subproducto, en lugar de agua. Esto explica el olor a azufre en muchos pantanos y marismas. Hay dos tipos principales de anaerobios: facultativos y obligados. Los anaerobios facultativos pueden vivir con o sin oxígeno. Cuando el oxígeno está presente en su entorno, emplean la respiración celular aeróbica para producir energía en forma de ATP. Si el oxígeno se agota, pueden cambiar a respiración anaeróbica o fermentación. Por el contrario, los anaerobios obligados deben vivir sin oxígeno.
Solo están equipados para someterse a respiración anaeróbica o fermentación, y la presencia de oxígeno los mata. Las células musculares humanas son anaerobios facultativos. Durante el ejercicio en el que una persona recibe mucho oxígeno en sus músculos, como las carreras de fondo, las células se someten a respiración aeróbica. Pero durante el ejercicio intenso como correr, en el que las necesidades de oxígeno del cuerpo superan la capacidad de los pulmones para proporcionarlo, las células musculares cambiarán a la fermentación del ácido láctico.
Este proceso es mucho menos eficiente que la respiración aeróbica y produce ácido láctico como subproducto, que se acumula en los músculos y causa la sensación de ardor que se siente comúnmente durante el ejercicio intenso. Debido a que esto es mucho menos eficiente, una persona únicamente puede realizar una actividad tan intensa durante un período de tiempo muy corto antes de ‘golpear la pared’ y tener que detenerse. Otro anaerobio facultativo familiar es la bacteria Escherichia coli. Si bien E. coli ha tenido una mala reputación en la prensa debido a incidentes de intoxicación alimentaria.
E. coli es en realidad residentes muy importantes y beneficiosos del tracto gastrointestinal humano. Ayudan a la digestión de los alimentos y a la absorción de las vitaminas necesarias, así como a la protección contra infecciones potencialmente dañinas. Estas bacterias pueden funcionar fácilmente con o sin oxígeno, lo que las hace altamente adaptables a diferentes entornos. En el intestino anaeróbico, utilizan la fermentación para producir energía. Si se encuentran en el ambiente rico en oxígeno fuera del intestino, cambian a respiración aeróbica.
Otros ejemplos de anaerobios facultativos. Staphylococcus aureus: causa infecciones por estafilococos. S. aureus resistente a la meticilina es responsable de MRSA. Lactococcus lactis: Su fermentación con ácido láctico se usa en el procesamiento de muchos tipos de queso. Un ejemplo infame de anaerobio obligado es Clostridium botulinum. Esta bacteria común produce una potente neurotoxina que puede ser fatal incluso en pequeñas cantidades. Se encuentra creciendo en artículos como productos enlatados en casa, papas horneadas envueltas en papel de aluminio y miel.
En malas condiciones de supervivencia, C. botulinum produce esporas con una capa dura que les permite sobrevivir durante años. Cuando las condiciones mejoran, las bacterias comienzan a crecer y producen toxinas potencialmente letales. Si una persona consume alimentos contaminados con C. botulinum en crecimiento activoes probable que sucumban a una intoxicación alimentaria mortal llamada botulismo, cuyos primeros síntomas son náuseas, vómitos y debilidad. Luego vienen los efectos neurológicos: visión borrosa, dificultad para hablar y tragar, y deterioro del control muscular.
Seguido de dificultad para respirar y posiblemente muerte por asfixia. El botulismo infantil ocurre después de que un bebé ingiere esporas de C. botulinum, que pueden encontrarse en la tierra, el polvo o la miel. Esta es la razón por la que los bebés pequeños nunca deben recibir miel; antes de un año de edad, su sistema inmunológico no es lo suficientemente fuerte para manejar las esporas, por lo que comienzan a crecer y causan enfermedades graves. Posiblemente, la mayor agregación de anaerobios obligados del planeta se encuentra en el fondo del mar profundo, donde pueblan los respiraderos hidrotermales.
Estas aguas termales submarinas que brotan de la corteza terrestre están cargadas de minerales, que las bacterias utilizan para energizar su proceso de quimiosíntesis, construyendo así moléculas orgánicas. Descubierto por primera vez en 1977 por investigadores de las Islas Galápagos, su existencia reescribió todos los libros de texto de biología. Antes de eso, se pensaba que la fotosíntesisera el único medio por el cual los organismos autótrofos podían convertir la energía en alimento por sí mismos. Bob Ballard, el explorador de aguas profundas que descubrió los restos del Titanic.
Estaba en el sumergible Alvin el día que bajó para filmar los conductos de ventilación. Más tarde dijo que el descubrimiento de la quimiosíntesis en las bacterias del respiradero fue uno de los mayores descubrimientos biológicos del siglo XX, mucho más importante que cualquier naufragio histórico. Los evolucionistas especulan que la vida comenzó en el fondo del mar, energizada por la quimiosíntesis. Otros ejemplos de anaerobios obligados. Clostridium tetani: causa el tétanos. Chlorobium, Chloroflexus y varias otras especies contribuyen a los colores prismáticos de las aguas termales del Parque Nacional Yellowstone.
Conclusión
Está claro que nuestro planeta está bien poblado por diversos organismos anaeróbicos. Algunos son patógenos y causan infecciones graves como MRSA, botulismo y tétanos. Otros son beneficiosos, agregan belleza a las aguas termales, dan sabor a los quesos y dan forma a las comunidades del océano. Para otros, como E. coli, su estado depende de su ubicación: mientras que E. coli es un residente necesario y útil del intestino humano, puede volverse patógeno si se ingiere por vía oral o de alguna otra manera. En resumen, los anaerobios son residentes importantes de la Tierra que cumplen brillantemente sus nichos ecológicos.
