Alerta de extremófilos: gusano marino vive de monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno
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| Crédito: dailygalaxy.com |
En otra vista previa de la vida extraterrestre basada en la Tierra, los científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen y la Universidad de Greifswald, junto con colegas de Friburgo, Italia y los EE.UU., han revelado que un pequeño gusano marino, frente a la escasez en el suministro de alimentos en los sedimentos arenosos de la costa de Elba, vive de monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno.
El
gusano, Olavius algarvensis, puede prosperar en estos venenos,
gracias a los millones de bacterias simbióticas que viven bajo su piel. Ellos usan la energía del monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno para producir alimentos para el gusano. Los
simbiontes hacen esto igual que las plantas mediante la fijación de
dióxido de carbono en hidratos de carbono, pero en lugar de utilizar
energía de la luz del sol, los simbiontes utilizan la energía a partir
de compuestos químicos como el monóxido de carbono.
"Lo
hacen con tanta eficacia, que el gusano ha perdido su sistema
digestivo, incluyendo la boca y el intestino, durante el curso de la
evolución, y se alimenta sólo a través de sus simbiontes", explica
Nicole Dubilier, Jefe del Grupo de Simbiosis del Instituto Max Planck con base en Bremen.
El
monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno, sin embargo, de ninguna
manera son las únicas fuentes de energía de las que este gusano puede vivir. Algunas
de las bacterias simbióticas en el gusano pueden tomar el hidrógeno y
los nutrientes orgánicos del medio ambiente, incluso si éstos están
presentes sólo en pequeñas cantidades. Olavius
algarvensis también tiene otros trucos bajo la manga que le permiten
sobrevivir en su medio ambiente pobre en nutrientes: en contraste con la
mayoría de los animales, que no son capaces de reciclar sus productos
de desecho y deben excretar, el gusano puede hacer un mayor uso de
éstos, de nuevo gracias a sus microbios simbióticos. Los
simbiontes son los verdaderos dueños del reciclaje a la hora de utilizar
los productos que todavía contienen una gran cantidad de energía para
sus propios fines, pero que ya no son usados por el gusano.
"Esta
es la razón por la que el gusano ha sido capaz de no sólo reducir su
sistema digestivo, sino también sus órganos excretores, como el riñón",
subraya Dubilier "algo que no ha sido descubierto en cualquier otro
animal marino".
Para
sus investigaciones, los investigadores utilizaron una combinación de
las técnicas más avanzadas, tales como las metaproteómicas y metabolómicas,
que permiten analizar una gran proporción de las proteínas y los
productos metabólicos en el organismo. El análisis
de las metaproteómicas presentó un desafío particular, ya que requiere que
los investigadores separen las células de los simbiontes y del
anfitrión.
"Usando metaproteómicas, hemos sido capaces de identificar miles de proteínas
y asignarlas a los socios individuales en la simbiosis", dijo Thomas
Schweder del Instituto de Farmacia de la Universidad de Greifswald. "Esto nos dio perspectivas directas sobre el metabolismo de las bacterias simbiontes y sus interacciones con el huésped".
Los
investigadores estaban muy sorprendidos cuando sus análisis revelaron
que el gusano tiene una gran cantidad de proteínas que le permiten usar
el monóxido de carbono como fuente de energía, ya que este gas es muy
venenoso. "Además,
no podíamos imaginar que el monóxido de carbono está presente en los
ambientes del gusano", dice Manuel Kleiner, un estudiante de doctorado
en el grupo de investigación de Nicole Dubilier, "por lo que se
sorprendieron al encontrar esas altas concentraciones de monóxido de
carbono en los sedimentos de arena del Elba".
Nicole
Dubilier ha estado trabajando con el gusano por más de 15 años: "Hemos
sabido desde hace bastante tiempo que las bacterias simbióticas Olavius
algarvensis pueden interactuar unas con otras para usar los
compuestos de azufre ricos en energía para obtener energía".
Pero
es sólo ahora que los investigadores han sido capaces de trabajar con otras vías metabólicas, para descubrir nuevas fuentes de
energía. El estudio pone de relieve la importancia de complementar los análisis de metagenómica con las metaproteómicas y la metabolómica.
"El
gusano nos da un ejemplo del poder de la evolución. En el transcurso de
millones de años, la adaptación y la selección han llevado al
desarrollo de una óptima adaptación del sistema huésped-simbionte. Y
estos gusanos aparentemente modestos son un modelo excelente para una mejor comprensión de otras simbiosis complejas, como las del intestino humano", dice Dubilier.
Modificado por orbitaceromendoza
