Originaria de los manglares del Caribe, y del tamaño de una mosca, es tan grande que se puede ver a simple vista
Hasta que Antoni van Leeuwenhoek descubrió las bacterias por primera vez en 1676, ni siquiera teníamos un nombre para estos diminutos microbios. Los virus, que son un orden de magnitud más pequeños que las bacterias y requieren microscopios aún más potentes para observarlos, no se descubrieron hasta 1892 cuando Dmitry Ivanovsky aisló el virus del mosaico del tabaco. Imagina la sorpresa de todos cuando los científicos descubrieron recientemente una bacteria tan grande que es visible a simple vista.
Esta bacteria gigante con forma de hilo, originaria de los manglares del Caribe, puede crecer hasta 2 centímetros de largo, aproximadamente del tamaño de una mosca. Es unas 5.000 veces más grande que la mayoría de los otros microbios, ampliando los límites de lo que creíamos biológicamente posible para un organismo unicelular.
Bautizada como Thiomargarita magnifica por un equipo internacional de investigadores, que incluía científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en los EE. UU., el organismo recién descubierto eclipsa a otras llamadas "bacterias gigantes" en unas 50 veces.
"Con demasiada frecuencia, se piensa que las bacterias son pequeñas, simples y 'no evolucionadas' formas de vida, las llamadas 'bolsas de proteínas'", dijo a Science, Chris Greening, microbiólogo de la Universidad de Monash, Clayton, que no participó en el estudio. "Pero esta bacteria muestra que esto podría estar mucho más lejos de la verdad".
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— Jean-Marie Volland (@JeanVolland) February 18, 2022
El secreto del gran tamaño de T. magnifica puede residir en la disposición de su material genético, que es totalmente atípico. Las bacterias y otros microbios unicelulares llamados arqueas se clasifican como procariotas, mientras que los organismos multicelulares como los árboles y los humanos se clasifican como eucariotas. Una de las diferencias definitorias entre los dos es que los procariotas tienen ADN que flota libremente, mientras que los eucariotas empaquetan su código genético en un núcleo.
Sin embargo, T. magnifica está borrando las líneas entre eucariotas y procariotas porque su enorme genoma no flota libremente dentro de su célula como en otras bacterias. En cambio, está encerrado en una membrana.
Cuando los investigadores secuenciaron el genoma, quedaron asombrados por su tamaño: 11 millones de bases que se alinean para formar 11.000 genes. A modo de comparación, una bacteria común y corriente solo tiene alrededor de 4 millones de bases y alrededor de 3.900 genes.
"Es importante destacar que mostramos que los filamentos de Thiomargarita de un centímetro de largo representan células individuales con material genético y ribosomas compartimentados en un nuevo tipo de orgánulo unido a la membrana. La secuenciación y el análisis de los genomas de cinco células individuales revelaron información sobre distintos mecanismos de división y elongación celular", escribieron los investigadores en un artículo que apareció en el servidor de preimpresión bioRxiv. Los hallazgos aún no han sido revisados por pares.
Imagen: Thiomargarita magnifica junto a una moneda de diez centavos para la escala.
Estos extraordinarios hallazgos sugieren que las dos ramas principales de la vida no son tan diferentes después de todo, y T. magnifica podría ser el eslabón perdido que explica cómo evolucionó la vida compleja a partir de los organismos unicelulares más primitivos hace más de mil millones de años.
El ADN de la bacteria gigante está encerrado en un saco incrustado en su membrana. Tiene otro saco de membrana mucho más grande que está lleno de agua y ocupa el 73% del volumen del microbio. Este saco externo permite que el organismo crezca tanto, mientras mantiene sus orgánulos esenciales empaquetados en un espacio pequeño para facilitar la difusión de moléculas dentro y fuera del microbio.
"Es probable que estas características celulares únicas permitan que el organismo crezca hasta un tamaño inusualmente grande y sortee algunas de las limitaciones biofísicas y bioenergéticas del crecimiento", dijeron los investigadores, que han comparado a T. magnifica con otros microbios llamados bacterias grandes del azufre, que forman filamentos muy largos que pueden alcanzar varios centímetros de longitud. Sin embargo, a diferencia de T. magnifica, estas bacterias del azufre están compuestas por miles de células individuales, cada una de las cuales no supera los 200 micrómetros.
El origen de la vida compleja es una de las preguntas más importantes, aún sin respuesta, en biología. La mayoría de las bacterias son diminutas y monótonas, pero algunas son complejas y cuentan con innovadora maquinaria biológica. T. magnifica es un excelente ejemplo de esto último, con su gran genoma, tamaño de célula gigantesco y su inaudita compartimentación del material genético en su membrana.
"T. magnifica se suma a la lista de bacterias que han desarrollado un mayor nivel de complejidad. Es la primera y única bacteria conocida hasta la fecha que segrega inequívocamente su material genético en orgánulos unidos a la membrana a la manera de los eucariotas y, por lo tanto, desafía nuestro concepto de célula bacteriana”, escribieron los investigadores.
Los hallazgos se publican en bioRxiv: A centimeter-long bacterium with DNA compartmentalized in membrane-bound organelles
