Podrían representar alrededor del uno por ciento de la comunidad microbiana marina
Entre la gran variedad de vida en la Tierra, hay por ahí algunos resistentes y poderosos microorganismos. Ahora, los científicos han encontrado un microbio oceánico que sobrevive respirando arsénico, el elemento químico que los humanos consideramos como un peligroso veneno.
Los investigadores piensan que esta es una antigua estrategia de supervivencia utilizada en el pasado lejano cuando el oxígeno era menos abundante en nuestro planeta, pero es una sorpresa verla todavía en uso en la actualidad bajo el mar.
El equipo de la Universidad de Washington en Seattle dice que podría ser una señal de cómo continuará alterándose la vida en el océano ante el cambio climático: Si el oxígeno subacuático comienza a escasear nuevamente, es posible que los ecosistemas tengan que adaptarse.
"Sabemos desde hace mucho tiempo que en el océano hay niveles muy bajos de arsénico", dice Gabrielle Rocap, una de las oceanólogas del equipo. "Pero la idea de que algunos organismos podrían estar usando arsénico para sobrevivir es un metabolismo completamente nuevo para el océano abierto".
Los resistentes microorganismos se descubrieron en el Océano Pacífico frente a la costa de México, en un parche de agua clasificado como anóxico, prácticamente sin oxígeno disponible.
Aunque investigaciones anteriores han demostrado que, en ausencia de oxígeno, pequeñas formas de vida marina sobreviven con nitrógeno y azufre, esta es la primera vez que los investigadores detectan microbios que respiran arsénico en este ambiente. Hemos visto antes algunos microbios como este, pero nunca en el océano.
Imagen: El lago Mono de California es naturalmente rico en arsénico y se sabe que alberga microbios que sobreviven al respirar arsénico. Los organismos que viven en el medio marino están probablemente relacionados con los de la tierra.
Sobre la base de un análisis detallado del ADN de las muestras recolectadas, los científicos pudieron identificar dos vías genéticas capaces de convertir moléculas basadas en arsénico para generar la energía necesaria para mantener la vida.
Específicamente, el estudio muestra cómo las moléculas de arseniato se pueden convertir en arsenito, en áreas donde el oxígeno no está fácilmente disponible.
Imagen: Un átomo de arsénico púrpura rodeado por cuatro átomos de oxígeno es el arseniato (izquierda). Un átomo de arsénico rodeado por tres átomos de oxígeno es arsenito (derecha). El estudio encontró evidencias de organismos marinos que pueden convertir uno en otro para obtener energía en entornos con deficiencia de oxígeno.
Y esa reacción química no solo ayuda a explicar la vida en zonas con deficiencia de oxígeno (ODZ) en el océano, sino que también nos puede ayudar en la búsqueda de vida extraterrestre en otros planetas: tal vez las criaturas alienígenas no necesiten tanto oxígeno para vivir como nosotros pensamos.
"Pensar en el arsénico no solo como un tipo malo, sino también como beneficioso, ha cambiado la forma en que veo el elemento", dice una de las investigadoras, Jaclyn Saunders.
Basado en el agua de mar recolectada que formó la base del estudio, estos microorganismos que absorben arsénico podrían representar alrededor del uno por ciento de la comunidad microbiana marina, pero aprender más sobre ellos puede ayudarnos a comprender las complejas reacciones químicas que ocurren en el océano en su conjunto.
El siguiente paso es tratar de cultivar estos microbios en el laboratorio, donde sus metabolismos pueden estudiarse más de cerca: uno de los trucos inteligentes que logran es poder sobrevivir con pequeñas cantidades de arsénico en el agua.
"Lo que creo que es lo mejor de estos microbios que respiran arsénico que existen hoy en día en el océano es que están expresando los genes para ello en un entorno que es bastante bajo en arsénico", dice Saunders.
"Abre los límites donde podríamos buscar organismos que respiran arsénico, en otros ambientes pobres en arsénico".
La investigación ha sido publicada en PNAS: Complete arsenic-based respiratory cycle in the marine microbial communities of pelagic oxygen-deficient zones
