Organismos Extremófilos

< viviendo en los extremos >

Hace unos 50 años, los científicos pensaban que la Vida, por definición, sólo podía existir en un número muy limitado de ambientes. Sin embargo, hemos ido encontrado Vida en prácticamente todos los rincones que hemos explorado y los científicos han reconocido que lugares que se había asumido eran estériles están llenos de vida. Actualmente sabemos que todos los ambientes considerados "inhabitables" por el hombre son colonizados por determinados organismos que son perfectamente capaces de adaptarse a esos nichos ecológicos (escasez de agua, altas temperaturas, frío, etc). Estos organismos se llaman Extremófilos.

Y, aunque parezca una cuestión de respuesta evidente, cabe preguntarse: qué es "extremo"? Extremo es, en principio, un término relativo, ya que lo "extremo" ha de definirse en función de un punto de comparación y, en nuestro caso, la referencia está en lo que es "normal para el ser humano". En resumen, estamos ante un vocablo con el que pretendemos definir la aptitud de ciertos seres vivos para desarrollarse en condiciones físicas y químicas insoportables para el hombre (y, por comparación, para la mayor parte de los organismos vivientes).

Podemos dividirlos en varias categorías: termófilos, psicrófilos, acidófilos, alcalófilos, halófilos, barófilos ... de forma que ya se indica claramente la naturaleza de su hábitat predilecto (calor, frío, acidez, alcalinidad, salinidad, presión). Estos hábitats incluyen manantiales calientes, sistemas hidrotermales submarinos poco profundos o sistemas de aberturas termales abisales (donde pueden encontrarse microorganismos a temperaturas sobre 100ºC). También se encuentran organismos extremófilos en lagos salinos, a veces en condiciones de salinidad casi de saturación, y en ambientes con valores del pH extremos, sea ácido (zonas de solfataras), o alcalino (fuentes carbónicas, tierras alcalinas, lagos de Carbonato de Sodio). Los hábitats de los organismos psicrófilos incluyen los mares y tierras polares fríos y los glaciares Alpinos, así como sedimentos del fondo del mar.

Es bastante frecuente que estos organismos vivan en biotopos que combinan dos o más factores extremos, por ejemplo temperatura alta y condiciones ácidas, o baja temperatura y alta presión. Y, no de forma casual, como veremos más adelante, la mayoría de estos organismos extremófilos son microorganismos (fundamentalmente procariotas, pero también algunos eucariotas).

En 1974 se utiliza por primera vez el término "extremófilo" en un trabajo de R.D. MacElroy (Some comments on the evolution of extremophiles. Biosystems 6: 74-75). En Junio de 1996 se celebra en Portugal el "Primer Congreso Internacional sobre Extremófilos". En Febrero de 1997 se publica el primer número de la revista científica "Extremophiles".

El interés general en este "original" grupo de organismos se ha multiplicado desde que se aislaron los primeros de ellos en ambientes que anteriormente habían sido considerados imposibles para la vida. Como resultado de todo este "boom" nos hemos visto obligados a revisar nuestros anteriores conceptos acerca de la biodiversidad (sobre todo en el caso de los microorganismos) y hemos tenido también que replantearnos ciertos conceptos acerca del origen de la vida y su evolución y limitaciones en la Tierra.

Chimenea hidrotermal activa en el plegamiento Este del Pacifico, 13°N (Foto IFREMER)

Algunos de estos organismos son conocidos desde hace más de 40 años, pero su estudio se ha intensificado en los últimos tiempos, impulsado por el reconocimiento por parte de la industria de que los "equipos biológicos de supervivencia" que incorporan puede ser potencialmente útiles para una variada serie de aplicaciones.

Los extremófilos presentan un interés científico diversificado. De entrada, son frecuentemente taxones nuevos que en el momento de su descubrimiento vienen a completar el conocimiento filogenético de los seres vivos y también a enriquecer los debates relativos al origen y a los límites de la vida. Además, sus biomoléculas son necesariamente resistentes a las condiciones agresivas de su entorno, lo que desemboca en intensos trabajos para intentan comprender los mecanismos íntimos de resistencia, pero también para estudiarlos en la perspectiva del desarrollo de aplicaciones industriales (entre las que la PCR -Polymerase Chain Reaction- constituye el más bello ejemplo de la situación actual).

De interés particular son las enzimas (catalizadores biológicos) que ayudan a los extremófilos a funcionar en las circunstancias, a menudo brutales, de su entorno (se las llama "extremozimas"). Como los catalizadores sintéticos, las enzimas, que son proteínas, aceleran las reacciones químicas sin alterarse. Las enzimas normales dejan de trabajar cuando se exponen al calor o a otras circunstancias extremas. Pero, permaneciendo activas cuando otras fallan, las enzimas de los extremófilos puede eliminar la necesidad potencial de ciertas precauciones, aumentando la eficacia y reduciendo el coste. También pueden ser la base de procesos completamente nuevos basados en enzimas.

Hace tres o cuatro años el campo biomédico y otras industrias mundiales gastaron más de 2.5 mil millones de dólares en enzimas para aplicaciones que van de la producción de edulcorantes y "ablandado" de pantalones vaqueros a la identificación genética de delincuentes y el diagnóstico de enfermedades infecciosas y genéticas. Más de 30 grupos de investigación en EEUU, Japón, Alemania y en otras partes del mundo están buscando ahora activamente extremófilos y sus enzimas. Aunque sólo algunas extremozimas se han hecho de uso habitual, otras están ya preparadas para seguirlas. Igual que en el caso de las enzimas normales, transformar una extremozima recientemente aislada en un producto viable para la industria puede llevar varios años.