Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

abril 10, 2014

Las bacterias, ¿lado oscuro y lado luminoso?

Las pocas veces que hablamos de bacterias suelen ocuparse de las enfermedades causadas por estos seres unicelulares, pero sin ellas sería inconcebible nuestra propia vida.

Ejemplares de Eschirichia coli captados con un microscopio
electrónico.
(Foto DP NIAD, vía Wikimedia Commons)
Pese a que hay 40 millones de bacterias en un solo gramo de tierra y que biólogos como Michael Hogan calculan que la masa total de ellas en nuestro planeta es mayor que la masa de todas las plantas y animales que existen sumados, estos seres fueron desconocidos para la humanidad hasta 1676, cuando el holandés Anton Von Leeuwenhoek informó haber visto pequeños seres unicelulares, que llamó “animálculos”, con sus primitivos microscopios.

Pero esas formas de vida que luego se llamarían bacterias no son animales. Son una categoría de seres vivos unicelulares, que miden apenas unas micras (millonésimas de metro) y cuyo ADN no está agrupado en un núcleo, sino que existe en una sola, larga cadena. Por eso se les llama “procariotes” a diferencia de los “eucariotes”, células cuyo ADN sí está encerrado en un núcleo.

En los años siguientes a su descubrimiento, científicos como Louis Pasteur y Robert Koch demostraron que las bacterias eran causantes de muchas enfermedades, como la tuberculosis, la neumonía, la salmonelosis, el tétanos, la sífilis y muchas más. Y en el siglo XX Alexander Fleming desarrolló los primeros antibióticos salvadores de vidas ante estas afecciones.

Pero sólo el 1% de las bacterias que conocemos son nuestros enemigos biológicos. Muchas otras tienen una actividad que nos puede resultar beneficiosa, agradable o, incluso, esencial incluso para nuestra vida.

Nuestro cuerpo tiene, de media y según un cálculo publicado a fines de 2013, algo más de 37 billones (millones de millones, 37 con doce ceros) de células de todo tipo, desde los glóbulos rojos que llevan el oxígeno a todo el cuerpo hasta las neuronas que forman el sistema nervioso o las fibras musculares que nos permiten movernos. Por cada una de ellas, albergamos entre tres y diez bacterias que han evolucionado junto con nosotros durante millones de años, para bien y para mal, formando el pequeño ecosistema dinámico que somos nosotros.

Cuando hablamos de “flora intestinal”, por ejemplo, nos referimos a varios tipos de organismos, principalmente bacterias que cumplen varias funciones en nuestro aparato digestivo: ayudan a absorber nutrientes, apoyan el sistema inmune, producen enzimas que para digerir diversos alimentos, sintetizan vitaminas que necesitamos, como la K y la B12, y son importantes auxiliares en el combate contra organismos que nos provocan enfermedades, estimulando la producción de anticuerpos e impidiendo con su presencia que colonicen nuestro tracto intestinal.

Las muchas funciones de las bacterias en nuestro organismo es buena señal de la enorme variabilidad que tienen las bacterias en cuanto a su forma de supervivencia.

Algunas de ellas necesitan oxígeno para generar energía, pero otras no, por lo que se les llama anaeróbicas. Su respiración se realiza mediante el proceso que llamamos fermentación, que convierte los azúcares en ácidos, gases o alcohol sin presencia de oxígeno, de modo que se emplean para producir ácido láctico, acético, butírico, acetona, alcohol etílico e incluso hidrógeno, como posible forma de obtener este elemento para almacenar energía de modo limpio. La fermentación bacteriana más conocida convierte la lactosa de la leche en ácido láctico, el principio del proceso de fabricación del queso. Esta fermentación bacteriana es también la que se utiliza para producir el yogurt.

Algunas bacterias se alimentan de otros organismos, mientras que otras variedades pueden producir su propio alimento, ya sea mediante la fotosíntesis, como las plantas, o mediante la llamada síntesis química, que hacen bacterias como las llamadas “extremófilas”, que han llegado a los medios de comunicación en los últimos años debido a que son seres capaces de vivir en condiciones, precisamente, extremas, como las que viven en las profundidades heladas y oscuras en un lago que está bajo una enorme capa de hielo en la Antártida.

Pero también este proceso es el que usan las bacterias que, en las raíces de las plantas, convierten el nitrógeno de la atmósfera (el gas más abundante en nuestra atmósfera, de la que forma casi el 80%) en compuestos de nitrógeno fijo como los nitratos, que las plantas pueden utilizar en su metabolismo. Para valorar su importancia, recordemos que los fertilizantes aportan a las plantas nutrientes en forma de compuestos, principalmente de nitrógeno, además de otras sustancias como fósforo, potasio y azufre. Sin las bacterias nitrificantes, que producen el 90% del nitrógeno fijo del planeta, no podría vivir la mayoría de las plantas... ni, por tanto, nosotros.

Las bacterias fueron los primeros organisms modificados genéticamente, en este caso para sintetizar sustancias que necesitamos, a parti de 1978, cuando se insertó el gen humano que sintetiza la insulina en la bacteria E. coli. Así, desde principios de la década de 1980, la gran mayoría de la insulina que, en distintas variedades, utilizan los diabéticos para controlar su afección se produce así, lo cual es mucho mejor que usar insulinas procedentes de animales que no son exactamente iguales a la humana. Otras bacterias se han modificado para sintetizar hormona del crecimiento humano gracias a la cual se pueden tratar las formas de enanismo causadas por la deficiencia de esta hormona. Y también se utilizan a fin de producir factor de coagulación para el tratamiento de hemorragias como las provocadas por la hemofilia.

Entre las investigaciones que se están llevando a cabo actualmente sobre bacterias genéticamente modificadas destacan las orientadas a conseguir variedades que sean más eficientes en la producción de biocombustibles, haciéndolos económicamente competitivos frente a los destilados del petróleo.

Si la abundancia de bacterias es tal que, en palabras de Andy Knoll, investigador de Harvard, vivimos en el mundo de las bacterias más que ellas en el nuestro, el conocimiento que seguimos reuniendo sobre ellas nos permite vivir mejor en ese mundo, combatiendo las enfermedades que algunas nos provocan algunas y aprovechando las capacidades bioquímicas de otras.

En el principio...

Si bien no sabemos aún cómo comenzó la vida, sí sabemos que las bacterias son los primeros descendientes del ancestro común de todos los seres vivos. Las primeras bacterias aparecieron hace alrededor de 3.800 millones de años y dominaron la Tierra durante 2 mil millones de años antes de que hicieran su aparición las células con núcleo y, mucho después, los seres multicelulares. Es decir, todos los seres vivos, incluidos nosotros, tenemos como nuestro humilde origen un ancestro común que fue una bacteria. Somos bacterias con cientos de millones de años de evolución.

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