Nitrosopumilus maritimus, el microorganismo capaz de producir oxígeno en la oscuridad

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Nitrosopumilus maritimus, el microorganismo capaz de producir oxígeno en la oscuridad

(Qin et al. 2016)

Científicos descubren que un microorganismo muy común en los océanos es capaz de producir su propio oxígeno cuando no dispone de este.

A oscuras

Hemos aprendido que se necesita de la luz del Sol para producir el oxígeno necesario para la vida en la Tierra. Esa es la regla general pero, las reglas están hechas para romperse. Nitrosopumilus maritimus es una procariota común que habita en los océanos y, ha desconcertado a los científicos al ser capaz de sobrevivir en ambientes oscuros produciendo su propio oxígeno.

Este y otros microorganismos del mismo género son conocidos como arqueas oxidantes de amoníaco (AOA), importantes en el ciclo del nitrógeno.

«Son realmente abundantes en los océanos, donde juegan un papel importante en el ciclo del nitrógeno», explica la microbióloga Beate Kraft. «Para eso necesitan oxígeno. Pero ha sido un enigma de larga data por qué también son muy abundantes en aguas donde no hay oxígeno. Pensamos, ¿simplemente pasan el rato allí sin ninguna función? ¿Son una especie de células fantasma?»

El equipo de la Dra. Kraft trasladó agua de mar a su laboratorio para aislar los microrganismos de interés. Estos son tan comunes y abundantes que una de cada cinco células en el mar es un N. maritimus. Una vez aislados, pudieron observar lo que pasaba al agotarse el oxígeno disponible y quedarse a oscuras.

«Vimos cómo consumieron todo el oxígeno del agua y luego, para nuestra sorpresa, en cuestión de minutos, los niveles de oxígeno comenzaron a aumentar nuevamente«, comenta el geobiólogo Donald Canfield.

Los investigadores reportaron, por primera vez, que la arquea produce su propio oxígeno para crear nitrito, con gas nitrógeno como subproducto. «Eso fue algo muy emocionante».

Implicancias en el ciclo del nitrógeno

Los microorganismos, de alguna manera, convierten el amoníaco (NH3) en nitrito (NO2-) para metabolizar la energía, en un entorno sin oxígeno. A su vez, esto requiere que produzcan su propio oxígeno junto con el subproducto del gas nitrógeno (N2).

Hasta la fecha se han identificado unos pocos otros procesos para generar oxígeno en ambientes carentes de luz, pero el mecanismo de N. maritimus es único. Sin embargo, aún no está del todo claro cómo pueden hacerlo y, la cantidad de oxígeno producido es relativamente pequeña. Al parecer utilizan ese truco solamente en tiempos oscuros y en cantidades suficientes para sobrevivir.

Este proceso elimina el nitrógeno biodisponible del medio ambiente, lo cual genera una grieta en el ciclo del nitrógeno, que sustenta todos los ecosistemas. Por lo tanto, este hallazgo podría tener consecuencias de «gran alcance», y eso necesita más investigación.

«Si este estilo de vida está muy extendido en los océanos, ciertamente nos obliga a repensar nuestra comprensión actual del ciclo del nitrógeno marino», señala Kraft. «Mi próximo paso es investigar el fenómeno que vimos en nuestros cultivos de laboratorio en aguas sin oxígeno en varios lugares del océano en todo el mundo«.

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