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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Vida animal sin oxígeno

Vida sin oxígeno - Quilo de Ciencia Podcast

A pesar de que es mucho lo que el ser humano ha descubierto la ciencia no deja de sorprendernos con nuevos hallazgos, los cuales, en ocasiones, ponen en cuestión lo que sabíamos. Es, en mi opinión, el caso del reciente descubrimiento, realizado por un equipo de investigadores italianos y daneses, de que pequeños animales multicelulares viven en el fondo hipersalino del Mediterráneo en total ausencia de luz y oxígeno.

Hasta la realización de este descubrimiento se creía conocer que los animales multicelulares no eran capaces de vivir en un entorno anaeróbico (sin oxígeno), a diferencia de algunos organismos unicelulares, microorganismos, que sí son capaces de hacerlo. En todo caso, los organismos anaeróbicos lo son porque cuando surgió la vida en nuestro planeta el oxígeno no existía en la atmósfera y, a lo largo de la Evolución, han conservado hasta hoy la capacidad de vivir sin oxígeno.

Los seres que vivían en las condiciones de la Tierra primigenia desarrollaron diversas estrategias para extraer del entorno la energía necesaria para la vida. Ninguna de esas estrategias involucraba la oxidación de los alimentos por el oxígeno, como es evidente, pero sí utilizaban otros elementos como oxidantes, por ejemplo el azufre. Una de las estrategias que los microorganismos pronto “inventaron” fue la de utilizar la luz del Sol como fuente de energía. A partir de ese momento, la vida comenzó a utilizar la fotosíntesis, que hoy siguen usando las plantas, como mecanismo para obtener energía de la luz del Sol.

Fotosíntesis venenosa

La fotosíntesis, como sabemos, utiliza la energía de la luz del Sol para arrancarle al agua sus dos átomos de hidrógeno e incorporarlos al dióxido de carbono, formando así moléculas de hidratos de carbono (azúcares) y otras moléculas orgánicas necesarias para la vida. El oxígeno del agua, que no se requiere para la fabricación de estas moléculas, es liberado al medio exterior en el proceso, como “excremento” en forma de gas.

En la época en la que la fotosíntesis comenzó, hace más de tres mil millones de años, el oxígeno que se liberaba no era mucho y era, además, absorbido por el hierro contenido en la tierra firme y los océanos. Pero, poco a poco, los organismos fotosintéticos fueron aumentando y con ellos, también la cantidad de oxígeno en la atmósfera.

Cuando todo el hierro de océanos y corteza terrestre se oxidó, el oxígeno se acumuló rápidamente en la atmósfera y océanos. El oxígeno resultaba muy venenoso para los organismos anaeróbicos de la época, como sigue resultándolo hoy para los organismos anaeróbicos estrictos. La acumulación de oxígeno generó, por consiguiente, la que fue quizá la primera gran extinción de la historia de la vida, sucedida hace unos 2.400 millones de años, en la que desaparecieron la mayoría de los microorganismos anaeróbicos que vivían por aquel entonces.

Los organismos que sobrevivieron fueron los que aprendieron a vivir en presencia de cantidades crecientes de oxígeno, la basura de la época (por lo que vemos hoy, cada época exige aprender a vivir con diferentes tipos de basuras, reales o figuradas). De hecho, la mayoría de los organismos supervivientes no sólo aprendieron a tolerar el oxígeno, sino que aprendieron a utilizarlo como oxidante para obtener energía metabólica.

Evolución anaeróbica

Sin embargo, otros microorganismos tuvieron la suerte, o la desgracia, de continuar viviendo en un medio sin oxígeno. Y es que el oxígeno no ha invadido, ni aún hoy, todos los nichos ecológicos de la Tierra. Por ejemplo, algunas partes del fondo marino siguen encontrándose libres de oxígeno. En estos nichos, los organismos anaeróbicos continuaron viviendo y evolucionando.

Hasta la fecha, dichos organismos pertenecían todos a la categoría de los microorganismos unicelulares. Sin embargo, la exploración del fondo del Mediterráneo por el equipo de investigadores mencionado arriba, ha revelado que no sólo los organismos unicelulares pueden vivir en ausencia de oxígeno, sino también organismos pluricelulares. Bien es cierto que estos animales anaerobios son muy pequeños, de alrededor de 1 milímetro de longitud; es decir, formados tal vez por solo un millar de células o menos, pero el mero hecho de que existan supone ya una sorpresa considerable.

La sorpresa es grande porque estos animales viven en un entorno del fondo marino el cual, además de carecer de oxígeno, carece de luz y es, por si fuera poco, altamente concentrado en sales; es decir, hipersalino. Este entorno hostil a la vida ha planteado serios problemas para la supervivencia de estos organismos. El primero es la obtención de adecuadas cantidades de energía en ausencia de luz y de oxígeno; el segundo, cómo vivir en un medio hipersalino. En este medio el agua tiende a salir de las células: las células se resecan y pueden morir. Es lo que sucede con las sardinas en salmuera, por cierto, en las cuales no pueden crecer microorganismos (no se pudren) debido a que éstos se resecan con tanta sal, y mueren.

Investigaciones encaminadas a comprender cómo estos animales sobreviven en un medio tan hostil son importantes tanto para aumentar la comprensión de la vida sobre la Tierra, como para evaluar mejor la posibilidad de que exista vida en otros lugares de nuestro sistema solar y del universo. El 90% del fondo marino continúa inexplorado. Es, por tanto, muy probable que guarde aún muchos secretos y nuevas sorpresas. Esperemos que, poco a poco, la ciencia las desvele.

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