LOS EXTREMÓFILOS COMO LÍMITE DE LA VIDA Y SU POTENCIAL PARA LA BIOTECNOLOGÍA Y LA ASTROBIOLOGÍA.

Por Ruth Quispe Pilco.

Imágen:Parque Nacional de Yellowstone en USA, para microorganismos termófilos y acidófilos.Source: http://fettss.arc.nasa.gov/collection/details/yellowstone-2/

Una de las preguntas que se hace la Astrobiología es: ¿Cuál es el límite de la vida?.La respuesta a esta incógnita depende de los diversos organismos que existen, y diferenciando cual es el límite para cada uno. Así por ejemplo, para los humanos un límite de la vida, sería un ambiente dentro de un volcán con temperaturas elevadas o probablemente un ambiente con altas concentraciones de azufre y sin oxígeno. Pero, para otros seres vivos, esas características no son limitantes, sino por el contrario son importantes requerimientos para su existencia.

Es así, que por acuerdo y punto de vista humano, a los organismos que viven en ambientes extremos se les ha denominado Extremófilos.

Los extremófilos pueden clasificarse en halófilos, por preferir ambientes con altas concentraciones de sales ;en psicrófilos , por vivir a muy bajas temperaturas ;en termófilos , que por el contrario prefieren vivir a muy altas temperaturas ;en barofilos , que soportan altísimas presiones ;en xerófilos , que sobreviven a una extrema desecación , en alcalófilos y en acidófilos dependiendo del pH. Para poder sobrevivir a estos ambientes extremos, estos organismos, en especial microorganismos han superado los límites para otros seres vivos, mediante la adaptación de sus sistemas fisiológicos y genéticos.

La mayoría de los microorganismos extremófilos no pudieron ser encontrados ni aislados en sus hábitats correspondientes hasta la llegada de técnicas moleculares como la Metagenómica y la comparación de secuencias de RNA. El descubrimiento de los extremófilos tiene principalmente dos potenciales de investigación: Uno es para la biotecnología y el otro para la astrobiología.

Biotecnológicamente, estos organismos han dado una increíble variedad de enzimas capaces de catalizar reacciones bioquímicas específicas en condiciones extremas. Tales enzimas han encontrado un lugar ideal en procesos industriales en donde tienen aplicaciones tan diversas como ser aditivos para detergentes de lavandería (proteasas, lipasas) y en la identificación genética de los delicuescentes (Taq ADN polimerasa y su uso en la reacción en cadena de la polimerasa, la famosa PCR). Curiosamente, algunos de éstas enzimas derivadas de extremófilos presentan polyextremofilicidad, es decir muestran estabilidad y actividad en más de una condición extrema, incluyendo las altas concentraciones de sal, pH alcalino, temperaturas bajas y medios con poca actividad de agua a diferencia de una enzima normal que tiene límites de función basados en su dinámica y estructura con respecto al agua. Considerándose el entendimiento de la estabilidad y función de las extremoenzimas muy importantes para las innovaciones biotecnológicas.

Desde una óptica astrobiológica, como se mencionó anteriormente los extremófilos representan el límite de la vida con referencia a los humanos o a todo tipo de ser vivo que viva en nuestro rango fisicoquímico de vida y conociendo que la astrobiología tiene como uno de sus objetivos del RoadMap explorar todos los límites de vida en la Tierra y más allá, se puede estudiar los seres vivos y requerimientos para la vida utilizando ciertas estrategias tales como el estudio de la composición celular de organismos exóticos en la Tierra y la búsqueda de la materia orgánica y microorganismos fuera de ella.

Entonces, tomando en cuenta que los requisitos para la vida en la Tierra son energía, materia orgánica y agua líquida, encontrar agua es un indicio importante para poder decir que ese planeta es habitable, fue habitable o tiene habitabilidad. Sin embargo, en el caso de Marte que se sabe que si tuvo agua líquida en el pasado, aún no es posible confirmar rastros de vida hasta encontrar los demás requerimientos o demostrar que un ser extremófilo quizás, pueda sobrevivir o lo haya hecho en el pasado a condiciones tan extremos como lo tiene el planeta Marte. Las condiciones para la vida en Marte hoy en día no existen, no obstante , usando los extremófilos se pueden realizar experimentos usando halobacterias que puedan ser recuperados en los depósitos de sal en Marte , usando un suelo simulado claro está. Está comprobado que las bacterias de la Tierra pueden sobrevivir en los depósitos de sal por más de 650 millones de años.

Por lo tanto, el uso de microorganismos extremófilos es una herramienta muy útil, por no decir la mejor, para averiguar el pasado, presente y futuro de la vida dentro y fuera de La Tierra, así como también para generar nuevas drogas para el bienestar y desarrollo humano. Siendo la astrobiología el camino para entender los mecanismos más osados en los nichos más extremos que usa la vida para su sobrevivencia.

Imágen: Chroococcidiopsis ha sido encontrado creciendo en aguas termales, en ambientes hipersalinos (alto contenido de sal) , en varios desiertos áridos y calientes en todo el mundo y hasta en el gélido desierto de Ross en la Antártida.Source: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast26jan_1/

REFERENCIAS:

1. Dejan B.Stojanovia; Oliver O.Fojkar; Aleksandra V.Drobac; Kristina O.Aajko;Tamara I.Dulia;Zorica B.Svirev.Extremophiles — link between earth and astrobiology. Source: http://www.doiserbia.nb.rs/img/doi/0352-4906/2008/0352-49060814005S.pdf.
2. Maria Botcharova.Earth’s Extremophiles and Astrobiological Implications.Source: http://www.ucl.ac.uk/~ucbpmbo/something.html/Work_files/Case%20Presentation%203.pdf.
3. Joseph Seckbach, Julian Chela Flores.Astrobiology: From Extremophiles in the Solar System to Extraterrestrial Civilizations.Source: http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-90-481-9748-4_24.
4. Enhancement Chapter: Raven and Johnson's Biology, Sixth Edition. Extremophilic Bacteria and Microbial Diversity.Source: http://www.mhhe.com/biosci/genbio/raven6b/graphics/raven06b/enhancementchapters/raven30_enhancement.html.
5. Ram Karan; Melinda D Capes; and Shiladitya DasSarma. Function and biotechnology of extremophilic enzymes in low water activity.Source: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3310334/pdf/2046-9063-8-4.pdf.