Las bacterias, como el resto de microorganismos, son imperceptibles a la vista y solo pueden verse y analizarse con la ayuda de un microscopio. Son tan pequeñitas que se miden en micras y una micra es la millonésima parte de un metro, es decir, la milésima de un milímetro. Pero, un equipo científico, encontró una bacteria gigante en los manglares del Caribe con características muy particulares, además de su tamaño.
Las células de la mayoría de las especies bacterianas miden alrededor de 2 µm de largo, y algunas de las muestras más grandes alcanzan los 750 µm. Usando microscopía de fluorescencia, rayos X y electrónica junto con la secuenciación del genoma, encontraron una bacteria gigante. Le han dado por nombre Thiomargarita magnifica, una bacteria con una longitud celular promedio mayor a 9.000 µm que es visible a simple vista.
En otras palabras, la bacteria es 5.000 veces más grande que el tamaño de muchos otros microbios. Y crece hasta 2 centímetros, tan larga como un maní o una mosca. Además, este gigante tiene un enorme genoma que no flota libremente dentro de la célula como en otras bacterias, sino que está encerrado en una membrana. Una innovación característica de células mucho más complejas, como las del cuerpo humano.
Un estudio publicado en Science mostró el asombro de los científicos. «Es la primera y la 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 una célula bacteriana”, dijeron
Verena Carvalho, microbióloga de la Universidad de Massachusetts, Amherst, dijo que «cuando se trata de bacterias, nunca digo nunca. Pero este hallazgo está superando lo que pensamos que era el límite superior (de tamaño) por 10 veces».
Descubren una bacteria gigante la Thiomargarita
El descubrimiento de la bacteria gigante en los manglares del Caribe es «fantástico y revelador», agregó Victor Nizet. Médico científico de la Universidad de California en San Diego y estudioso de enfermedades infecciosas. Esta bacteria es más grande que las moscas de la fruta y los nematodos, organismos de laboratorio comunes que él y otros a veces infectan con bacterias mucho más pequeñas para su investigación.
Además de cambiar las ideas sobre cuán grandes y sofisticados pueden llegar a ser los microbios, esta bacteria “podría ser un eslabón perdido en la evolución de células complejas”, señaló Kazuhiro Takemoto, biólogo computacional del Instituto de Tecnología de Kyushu.
Los investigadores han dividido durante mucho tiempo la vida en dos grupos: procariotas, que incluyen bacterias y microbios unicelulares llamados arqueas. Y eucariotas, que incluyen todo, desde levaduras hasta la mayoría de las formas de vida multicelular, incluidos los humanos.
Los procariotas tienen un ADN que flota libremente, mientras que los eucariotas empaquetan su ADN en un núcleo. Los eucariotas también compartimentan varias funciones celulares en vesículas llamadas orgánulos. Y pueden mover moléculas de un compartimento a otro, algo que los procariotas no pueden.
Pero el microbio recién descubierto desdibuja la línea entre procariotas y eucariotas. Hace unos 10 años, Olivier Gros, biólogo marino de la Universidad de las Antillas Francesas, se encontró con el extraño organismo que crecía como delgados filamentos en la superficie de las hojas de mangle en descomposición en un pantano local. No fue sino hasta 5 años después que él y sus colegas se dieron cuenta de que los organismos eran en realidad bacterias. Y no apreciaron cuán especiales eran los microbios hasta hace poco, cuando el estudiante graduado de Gros, Jean-Marie Volland, asumió el desafío de tratar de caracterizarlos.
De Namibia a los manglares del Caribe
La explotación científica de Thiomargarita, la bacteria gigante encontrada en los mangales del Caribe, abunda en la dimensión del hallazgo.
Algunos microbios, como los mohos mucilaginosos y las algas verdeazuladas, forman tallos o filamentos visibles compuestos por pilas de células. Pero el grupo de investigadores usó una variedad de microscopía y métodos de tinción para verificar que los filamentos de los manglares fueran cada uno de una sola célula. Esto «era algo en lo que no creíamos al principio», reveló Volland, biólogo marino en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
Además, esa célula incluye dos sacos de membrana, uno de los cuales contiene todo el ADN de la célula, informaron Volland y sus colegas. LLamaron a ese saco un orgánulo y ese es «un gran paso nuevo» que implica que las dos ramas de la vida no son tan diferentes como se pensaba anteriormente, comentó Carvalho. “¡Quizás es hora de repensar nuestra definición de eucariota y procariota!” añadió Petra Levin, microbióloga de la Universidad de Washington en St. Louis.
El otro saco lleno de agua puede ser la razón por la cual la bacteria pudo crecer tanto. Los microbiólogos solían pensar que las bacterias tenían que ser pequeñas, en parte porque comen, respiran y se deshacen de toxinas. Mediante la difusión de moléculas a través del interior de sus células y hay límites en la distancia que pueden viajar estas moléculas.
En 1999 se descubrió un microbio gigante que se alimentaba de azufre del tamaño de una semilla de amapola en la costa de Namibia. Es grande porque su contenido celular es aplastado contra su pared celular exterior por un saco gigante lleno de agua y nitrato. Desde entonces, los científicos han encontrado otras bacterias grandes que se alimentan de azufre, pero sus largos filamentos consisten en múltiples células.
Genoma complicado
Al igual que el microbio encontrado en Namibia, la nueva bacteria gigante de los manglares del Caribe también tiene un enorme saco. Presumiblemente de agua que ocupa el 73% de su volumen total. Esa similitud y un análisis genético llevaron al equipo de investigación a colocarlo en el mismo género que la mayoría de los otros gigantes microbianos y llamarlo Thiomargarita magnifica.
“¡Qué excelente nombre!” indicó Andrew Steen, un bioinformático de la Universidad de Tennessee, Knoxville, que estudia cómo los microorganismos afectan los ciclos geoquímicos. “Leer sobre esto me hace sentir exactamente lo mismo que cuando escucho sobre un enorme dinosaurio. O alguna estructura celestial que es imposiblemente grande, caliente, fría, densa o extraña de alguna manera”.
La célula más grande de T. magnifica que encontró Volland medía 2 centímetros de altura, pero Carvalho cree que si no se pisotea, se come, se la lleva el viento o una ola la arrastra, podrían crecer aún más.
El saco lleno de ADN, también aplastado a lo largo del borde interior de esta bacteria, también resultó extraordinario. Cuando los investigadores del Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía secuenciaron el ADN del interior, descubrieron que el genoma era enorme. Con 11 millones de bases que albergaban unos 11.000 genes claramente distinguibles. Típicamente, los genomas bacterianos promedian alrededor de 4 millones de bases y alrededor de 3900 genes.
Al marcar el ADN con etiquetas fluorescentes, Volland determinó que el genoma de la bacteria era tan grande porque hay más de 500.000 copias de los mismos tramos de ADN. Las fábricas de producción de proteínas llamadas ribosomas también estaban dentro del saco lleno de ADN. Esto probablemente hacía que la traducción del código de un gen en una proteína fuera más eficiente. Otra maravilla del Caribe.
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