Imprimir Republicar

Biología

Brújulas vivas

Laguna carioca alberga bacterias magnéticas formadas por varias células

Se estima que más de un tercio de la masa de seres vivos en la Tierra corresponda a organismos microscópicos que ocupan todos los rincones, dentro y fuera de otros organismos. En la mayor parte de las ocasiones son bacterias compuestas por una única célula. Pero no siempre. Ahora el equipo de Ulysses Lins, de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), acaba de describir en la revista International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology una bacteria descubierta en la laguna de Araruama, en el litoral del estado de Río de Janeiro, que bautizaron como Candidatus Magnetoglobus multicellularis. Como el nombre indica, son bacterias esféricas con propiedades magnéticas – llamadas  magnetostáticas – y compuestas por muchas células. “No es la primera bacteria multicelular ni la única”, explica Lins, “lo que ella tiene de nuevo es el hecho de no tener una etapa unicelular en su ciclo de vida, no ser capaz de responder al campo magnético cuando las células se separan del microorganismo y presentar una motilidad que es una característica del conjunto y no de las células individuales”.

La alta salinidad de las aguas de la laguna de Araruama, una de las mayores lagunas costeras hipersalinas del mundo, es un desafío a la vida. Aún así, las bacterias consiguen colonizar esas aguas hostiles, que son por eso un banquete para microbiólogos como Lins. El grupo recoge muestras de agua que guarda en frascos cerrados hasta que se formen capas visibles, con agua en lo alto y sedimento más espeso en el fondo. Periódicamente el equipo pone una gota de sedimento en una lámina y la encaja en un microscopio, con un imán al lado. Las bacterias magnetostáticas tienen en su interior minúsculas partículas metálicas que se alinean y funcionan como si fuesen imanes internos. Esa brújula las ayuda, por ejemplo, a distinguir para qué lado están las capas más profundas y menos oxigenadas del sedimento, su ambiente favorito. En el Hemisferio Sur ellas nadan siempre para el sur, entonces un imán con la extremidad norte apuntada para la lámina atrae las bacterias, que son así flagradas por las lentes del microscopio. Para enseguida estudiarlas en detalle es necesario purificar la muestra, lo que los investigadores hacen prendiendo un pequeño imán al lateral de un tubo de plástico que contiene sedimento y enjuagando el aparato con agua esterilizada de la laguna. Después de ese proceso solo bacterias magnetostáticas quedan en el tubo, y los microbiólogos pueden entonces observarlas al microscopio electrónico y filmarlas al microscopio óptico.

Fue con esa técnica que Lins y su equipo, que incluye otros investigadores de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), del Centro Brasileño de Investigaciones Físicas en Río de Janeiro y del Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (USP), pudieran describir en detalle las características de Candidatus Magnetoglobus multicellularis. Ellos encontraron un conjunto único de arquitectura celular, ciclo de vida, propiedades magnéticas, movimiento coordinado y tipo de hábitat. Además de eso, datos genéticos confirman que la bacteria debe ser clasificada como una nueva especie. Eso aún no sucedió, como denota el “Candidatus” antes del nombre propuesto, pues para que la especie sea validada es necesario que sea aislada del ambiente y mantenida en un medio de cultivo. Una tarea más difícil de lo que parece, que aún no tuvo éxito en el Candidatus Magnetoglobus multicellularis. “Probablemente no sabemos cultivar porque no conocemos el metabolismo de esas bacterias y por lo tanto no sabemos mucho de sus necesidades nutricionales”, explica el investigador de la UFRJ.

Detalles revelados
La bacteria carioca tiene la forma de una esfera vacía de más o menos 4 milésimas de milímetro, compuesta por varias células organizadas en espiral. El número de células es variable, entre diez y 40, y todas ellas tienen contacto con el medio externo y con la cavidad interna. Esas células son cubiertas de flagelos, minúsculos rabitos que al balancear funcionan como remos y hacen al organismo avanzar. Si cada célula fuese una bacteria independiente, los flagelos se moverían cada uno a su manera y el conjunto se quedaría en el mismo lugar o se movería de una forma aleatoria. No es lo que sucede con esas habitantes de la laguna de Araruama. Cada una de las células tiene alrededor de 30 flagelos, un total de hasta 1.200 por bacteria, y todos funcionan de manera sincronizada. Lins cree que el secreto esté en uniones especializadas que vinculan a las células y de alguna forma permiten que ellas se comuniquen entre sí. Es sorprendente, porque ese tipo de estructura hasta ahora no había sido descrito en bacterias – solo en organismos más complejos.

Cada una de las células contiene entre 60 y cien magnetósomos, esferas ligeramente ovaladas que miden menos de 1 milímetro dividido por 10 mil. Son ellos los responsables de orientar la bacteria, la tal brújula interna. En la fase de reproducción cada célula multiplica o aumenta sus partículas internas, inclusive los magnetósomos, y enseguida se divide en dos. La esfera, entonces con el doble de células, forma una contrición que al final da origen a dos esferas idénticas, cada una con la mitad de las células de la bacteria madre. Todo el proceso sucede sin que la cavidad interna tenga contacto con el medio exterior y, al contrario de otras bacterias multicelulares, Candidatus Magnetoglobus multicellularis nunca pasa por el estadio de una célula. Así como el movimiento, la reproducción exige coordinación entre las células y es eso que torna único el descubrimiento de la laguna de Araruama. Si una célula es aislada del organismo ella simplemente muere, lo que comprueba la necesidad del conjunto íntegro para que pueda vivir. Esas características eran, hasta ahora, consideradas exclusivas de eucariontes, el tipo de organismo multicelular de que forman parte todos los seres vivos que se ven a simple vista.

Rumbos bacterianos
El Candidatus Magnetoglobus multicellularis hasta ahora mostró tener cuatro tipos diferentes de locomoción. En un campo magnético uniforme los investigadores vieron lo que llamaron movimiento libre, en que las bacterias nadan en línea recta o en espiral. Ya cuando están en el borde de la gota en que son observadas al microscopio, ellas giran sobre su propio eje: es la rotación. En la interfaz entre el agua y el aire, en lo alto de la gota, ellas “caminan” (caminata es el término usado por el equipo de Lins) en trayectorias complejas, siempre con la misma cara para adelante. Pero el movimiento que los investigadores consideraron más peculiar fue el de fuga, también llamado  ping pong, en que la bacteria retrocede rápidamente y después avanza en otra dirección.

Es tentador imaginar que el descubrimiento sorprendente pueda revelar cómo se dio la transición entre las primeras bacterias y los organismos más complejos, en los primordios de la evolución. Tentador pero no siempre correcto, alerta Lins. “Se cree que la multicelularidad haya surgido varias veces, de maneras independientes, a lo largo de la evolución de la vida, en bacterias o en organismos eucariontes. Las bacterias multicelulares son una de esas incursiones”, explica el microbiólogo. Él no descarta que las bacterias multicelulares sean semejantes a las que dieron origen al largo trayecto evolutivo que llevó a insectos, vertebrados, plantas y otros organismos visibles. Pero no fue necesariamente así. “Es perfectamente posible imaginar que una célula eucariótica (no bacteriana) se haya asociado a otras del mismo tipo para formar un organismo pluricelular, de manera independiente de las bacterias.”

Republicar