Hoy un nueva entrada, esta vez de mi amigo Mario Cavero, que nos habla de la importancia de los microorganismos:
Decía el premio Nobel francés Jacques Monod, pionero en
biología molecular, que "Lo que es válido para el E.coli es válido para el elefante".
Y es que los microorganismos no son tan diferentes, en cuanto a numerosos
genes, a los animales o plantas, los cuales siempre han sido descritos como
organismos más complejos.
Existen semejanzas pero también como es
lógico diversas diferencias, la más palpable sería el tamaño, ningún microbio
es visible a simple vista. Ahí podría radicar la percepción de que los
microorganismos son seres vivos inferiores; idea alejada de la realidad ya que
son los organismos más importantes, la base que sostiene la vida en la Tierra.
Microorganismo es un término genérico que
incluye a bacterias, arqueas, la mayoría de organismos unicelulares eucariotas
(que pueden ser “algas”, “hongos” o “protozoos”) y también a los virus, sean o
no formas vivas.
Diversidad
Los microorganismos han protagonizado la
diversificación de la vida en la Tierra desde su comienzo hace unos 3850
millones de años, solo 700 millones de años después de que se formara el propio
planeta. Los primeros vertebrados aparecen hace 380 millones de años y los
humanos tan solo hace 2 millones. En términos horarios, si la vida de la Tierra
durara un solo día, las bacterias aparecerían hacia las 4:00 de la madrugada,
las plantas terrestres hacia las 23:00, y nosotros a las 23 horas 58 minutos y
43 segundos.
Es por tanto que los seres microscópicos han
disfrutado de miles de millones de años para poder evolucionar las principales
innovaciones metabólicas conocidas, y así colonizar todos los ambientes
existentes, siendo los únicos seres vivos presentes en algunos de ellos. Desde
ambientes fríos y oscuros hasta ambientes de pH muy ácido, de salinidad muy
elevada o lugares sin oxígeno. Todos ellos totalmente hostiles a toda vida
“superior”. La versatilidad y capacidad de adaptación de los microbios es
inmensa, es más, de encontrar vida o restos de ella en otros planetas se espera
que fuese del tipo microbiano. Podemos encontrar microbios en lugares curiosos,
desde el interior de esponjas marinas, en fuentes hidrotermales, volcanes, el
hielo de glaciares e incluso en pinturas rupestres de remotas cuevas.
Esta diversidad y la antigüedad en la Tierra
se traducen en una grandísima diversidad genética, de hecho de las tres ramas
principales de la vida dos son únicamente microscópicas (bacterias y arqueas) y
la tercera (eucariotas) los contiene mayoritariamente.
Los microorganismos dominan la biosfera,
estamos en el planeta “Bacteria”. El mar contiene el equivalente a 700 veces
más biomasa en forma de microorganismo que de ballenas. Incluso cuando nos
miramos ante un espejo debemos recordar que en nuestro cuerpo existen más
células bacterianas que células eucariotas humanas.
Según un trabajo de Cowan el numero total de
especies de virus es de 130.000 de los que conocemos 5.000: el de bacterias
40.000 y se conocen 4.800: el de hongos 1.500.000, conocidas 69.000 y las algas
60.000, conocidas 40.000. De arqueas no hay estimación pero se conocen unas 500.
Por tanto los microorganismos fueron los
primeros seres vivos y después han seguido teniendo una contribución decisiva
en la evolución hasta formar el maravilloso tapiz viviente con el que la
evolución ha vestido la Tierra.
Seres invisibles, efectos visibles.
Los microorganismos tienen efectos muy
visibles a pesar de ser individuos invisibles. El interés en describir la
diversidad desconocida del mundo microbiano no sólo es taxonómico y evolutivo,
sino que tiene una gran importancia desde el punto de vista ecológico.
La diversidad metabólica hace de los
microorganismo los verdaderos controladores de los ciclos biogeoquímicos, y por
tanto del funcionamiento del sistema Tierra. Los eucariotas solo tienen
capacidad para oxidar la mayor parte de compuestos orgánicos y reducir carbono
inorgánico, mientras que existen microorganismos capaces de reducir y de oxidar
casi todo el abanico de compuestos orgánicos e inorgánicos presentes en la
Tierra. De esta forma los ciclos biogeoquímicos del azufre, nitrógeno, fósforo,
hierro..etc, se cierran gracias al trabajo de estos organismos.
También son la base de todas las redes
tróficas al degradar y descomponer los restos orgánicos, contribuyen de manera
esencial al funcionamiento global del planeta, a regular el clima y ayudan al
desarrollo sostenible de la biosfera.
El descubrimiento de la biodiversidad
microbiana nos ha permitido también conocer y comprender muchos aspectos de la
historia del mundo natural. Así la descripción de los microorganismos que no
solo viven sin oxígeno sino que para ellos este elemento es tóxico, es una
clara indicación de que la vida primitiva era totalmente anaerobia y de que el
oxígeno producido también por microorganismos, resultó al principio un gas
letal que alteró intensamente la composición de la biosfera anterior.
O también la descripción de los primeros
ecosistemas de la Tierra, que hoy en día todavía podemos ver en sus
descendientes, los estromatolitos activos y los tapices microbianos.
Existen numerosos microorganismos simbiontes
asociados con animales, que hacen que éstos presenten unas características y
produzcan unas compuestos muy especiales que contribuyen a su supervivencia y
han sido utilizados desde siempre por el
ser humano.
Pero también existen microbios patógenos,
parásitos que sobreviven a costa de otros organismos, a los que dañan. Este
papel fue durante mucho tiempo el que más interesó al ser humano ya que la
preocupación principal eran las enfermedades infecciosas de animales o plantas,
como el virus de la gripe, las bacterias del cólera los hongos de pie de atleta
o los protozoos de la malaria; los temas ecológicos no eran del interés de los
primeros microbiólogos.
La aplicación de los microbios al servicio del hombre se
remonta a los mismos orígenes de la humanidad. Se han conservado y producido
alimentos como el queso, pan, vino... gracias al metabolismo de los
microorganismo; aunque en un principio el ser humano no era consciente de ello
y lo lograba desde el más puro empirismo del ensayo-error.
Actualmente con la
aparición de la biotecnología moderna y el aumento del conocimiento en biología
molecular, utilizamos los genes como concepto para mejorar la existencia, y ahí
los microorganismos vuelven a ocupar un lugar privilegiado. Ya que son los más
utilizados para esta tecnología debido a una serie de características como son
el pequeño tamaño, la elevada velocidad de metabolismo y por tanto de
crecimiento (se duplican por división binaria en unos 20 minutos), la
versatilidad metabólica al poder utilizar como substratos la práctica totalidad
de productos orgánicos naturales y muchos sintéticos, la sencillez genética (un
solo cromosoma circular de doble hélice de DNA ideal para la tecnología del ADN
recombinante), y una grandísima biodiversidad, una ingente cantidad de
microbios que ocupan todos los medios ambientes imaginables y que todavía es un
campo solo explorado en una mínima parte
El ser humano ha utilizado estos organismos para obtener por
ejemplo, la enzima ADN polimerasa termoestable que soporta altas temperaturas,
para llevar a cabo los ciclos de PCR, a partir de organismos extremófilo que
vive a altas temperaturas como la arquea Thermus thermophilus.
La obtención de insulina en bacterias transgénicas de
E.coli, biorremediación de ambientes contaminados, mejora de suelos agrícolas,
producción de antibióticos, etc..
En un futuro se abren grandes expectativas de screening para
encontrar nuevos microorganismos en suelos y ambientes marinos que produzcan
nuevos metabolitos secundarios con aplicaciones farmacéuticas. La utilización
reciente de técnicas genéticas moleculares en general y en especial de las
“ómicas” (genómica-metagenómica, proteómica-metaproteómica,
transcriptómica-metatranscrptómica y metabolómica) ha abierto unas perspectivas
insospechadas en la detección, la identificación y estudio funcional del mundo
microbiano en el laboratorio y en la naturaleza.
Por lo tanto no existen unos seres vivos más importantes que
otros, no importa el tamaño, ni la complejidad celular o tisular. Todos tendrán
unas características generales y otras únicas, modeladas por la evolución para
sobrevivir a un ambiente concreto. Pero cuando los humanos erosionemos
irremisiblemete la riqueza biológica de este planeta, sea porque lo calentemos demasiado
rápido, lo ocupemos demasiado extensamente, o lo toxifiquemos hasta sus más
recónditos rincones, sabemos a ciencia cierta que los microorganismos van a
seguir ahí, evolucionando, cambiando, adaptándose y resistiendo, siendo quizás
la semilla de un nuevo tiempo
