Para reflexionar
Una investigación en bacterias extraídas de sedimentos profundos del fondo oceánico muestra la extremada lentitud de su metabolismo demorando cientos de años para reproducirse. Tal vez esa es la regla en el universo donde la energía no siempre está fácilmente disponible (como sucede en general en la Tierra).

Bacterias con metabolismo extremadamente lento enterradas en el fondo del océano

Cuando las algas mueren, se desplazan hacia el fondo del océano, y sus cuerpos se vuelven uno con la suciedad del fondo marino. Esta lluvia de algas cae constantemente y, a medida que las capas de materia orgánica se acumulan con el paso de los años, entierran las bacterias que crecen en el fondo marino. Subsumido en el fango, muchas bacterias mueren. Pero algunos, unos pocos resistentes, sobreviven. Y cuando los geoquímicos y biólogos profundizan en el lecho marino y levantan largos núcleos negros que reflejan cientos o miles de años de acumulación, encuentran a los descendientes vivos de los internados bacterianos originales.

¿Cómo logran los microbios mantenerse vivos allí abajo? Como nada entra o sale, deben tener alguna forma de subsistir con los restos de algas que enterraron a sus antepasados ​​hace tanto tiempo. Entonces, una respuesta podría ser que han evolucionado para hacer un uso más eficiente de los recursos extremadamente escasos con los que están enterrados.

Pero un estudio reciente en PNAS sugiere que algo muy diferente es cierto: las bacterias que viven a la deriva, con menos de 5,000 años de algas muertas, apenas parecen estar evolucionando. De hecho, se están reproduciendo de manera extremadamente lenta, por lo que cualquier adaptación, si está sucediendo, no tendría muchas posibilidades de tener efecto. Aunque muchas bacterias se duplican en cantidad cada pocos minutos, los cálculos de estos investigadores sugieren que en las bacterias de los fondos marinos, lleva cientos de años.

Se cree que las bacterias de los fondos marinos son un grupo peculiar, dice Kasper Kjeldsen, un bioquímico de la Universidad de Aarhus en Dinamarca. Debes serlo para vivir como ellos: "Hay muy poca energía disponible cuando tienes que seguir comiendo en la misma lonchera" durante miles de años, dice. "Es uno de los entornos con más energía limitada de nuestro planeta". Pero ha sido difícil estudiar la biología de los microbios, ya que no crecerán en una placa de Petri. En cambio, los investigadores han tenido que desarrollar técnicas para inferir cosas sobre ellos a partir de su ADN, que pueden extraer de las columnas de estiércol. Debido a que las diferentes profundidades representan épocas conocidas (la edad del lodo puede ser identificada con la datación por carbono) es posible estudiar el cambio de la bacteria a lo largo del tiempo.

Para ese fin, Kjeldsen y sus colegas extrajeron núcleos de cuatro sitios en la bahía de Aarhus, y tomaron muestras de cinco puntos diferentes a lo largo de la longitud de cada núcleo. Luego secuenciaron el ADN de bacterias individuales de cada punto de tiempo y lo compararon con todos los demás. Descubrieron que las especies de bacterias que viven en las profundidades también existen en la superficie del fondo marino, aunque son relativamente raras entre las poblaciones allí. Eso refuerza la idea de un grupo selecto, más adecuado para los desafíos de ser enterrado vivo, persistiendo después de que los otros mueren.

El equipo también encontró que una vez que los microbios fueron enterrados, su ADN no cambió. "Lo que vimos fue que hay una diversidad genética muy baja con una población que atraviesa la profundidad y el tiempo, en el sedimento", dice Kjeldsen. "Esto nos dice que el cambio evolutivo en el tiempo es muy, muy, muy bajo".

Continúa: “Básicamente significa que las bacterias que se encuentran en la superficie del sedimento son más o menos genéticamente idénticas a las que subsisten bajo la limitación energética extrema en el sedimento profundo del subsuelo. ... Ya poseen esta habilidad desde el principio ".

A continuación, los investigadores monitorearon el metabolismo de las bacterias, utilizando isótopos radioactivos. Podrían estimar cuánto tiempo tomaría, a la tasa observada de convertir los alimentos en energía, que las bacterias creen suficiente biomasa nueva para reproducirse. En los sedimentos de 400 años, la tasa fue de una réplica por año. Más profundo, en la capa de 4,900 años, era del orden de uno por cien años. Este no es el tiempo de generación más largo jamás calculado para las bacterias; incluso más profundo en el lodo, se estima que otros crecen mucho más lentamente, dice Kjeldsen. 1204/5000

Pero estos números encajan con lo que otros grupos han encontrado a esta profundidad.
Las mutaciones a menudo surgen de errores en el ADN cometidos cuando las células se duplican. Y si hay tan poca energía que la replicación ocurra solo muy lentamente, entonces tiene sentido que las mutaciones solo surjan muy raramente, y que si alguna de ellas fuera útil, les tomaría las edades correspondientes para que compitan menos en forma hermanos. Es un mundo que se mueve en cámara lenta, encerrado en gelatina o, más bien, en sedimento.
Aún así, las técnicas que sostienen el documento utilizan ciertas suposiciones, advierte Kjeldsen. Por ejemplo, no está seguro de si las bacterias están formando nuevas células o si solo están usando la energía para repararse a sí mismas.
Podría haber cambios genéticos muy pequeños que la técnica no revela, también.
"Lo que no sabemos", dice, "es cuánto cambio genético se necesita para obtener una ventaja competitiva? Hay un límite a qué tan sutiles son las diferencias genéticas que podemos detectar con nuestro método aquí ”. Estos cambios más pequeños aún podrían ser capaces de hacer una diferencia, de alguna manera, en la capacidad de un microbio para sobrevivir en un entorno con escasez de recursos. "Esto es algo que estamos tratando de abordar ahora", dice.

Por Veronique Greenwood

Ref.

https://www.theatlantic.com/science/archive/2017/04/bacteria-buried-alive/524214/