Article traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Extremófilos: vida en condicions extremes

A més de ser útils per a múltiples aplicacions industrials o sanitàries, la seva existència fa pensar que la vida fora de la Terra és possible
Per Alex Fernández Muerza 14 de abril de 2009
Img tubosdehielo
Imagen: Bodil Bluhm

Radiació nuclear, temperatures de més de 80º C o rondant el zero, ambients sulfurosos o alcalins… Unes condicions extremes i letals per als humans i la majoria dels éssers coneguts, però un paradís pels extremófilos. El descobriment d’aquests éssers, fa unes dècades, va desarmar el “bio-reduccionisme”: les condicions per albergar vida són molt més àmplies del que es creia i, per tant, no resulta desgavellat pensar que també ho siguin fora de la Terra. D’altra banda, els extremófilos estan permetent el desenvolupament de nombroses aplicacions pràctiques en sectors tan diversos com el sector alimentari, la medicina, la cosmètica o la indústria petroliera.

Les possibilitats que ofereixen els éssers extremófilos estan donant lloc a un nombre de recerques cada vegada major. Un equip de científics indis ha descobert recentment tres noves espècies de bacteris en l’estratosfera terrestre, a una altura d’entre 20 i 41 quilòmetres (els avions volen a uns 11 quilòmetres). Aquests microorganismes, als quals han denominat PVAS-1, B3 W22 i B8 W22, tenen una resistència als rajos ultraviolats (UV) molt major que altres organismes coneguts similars.

S’han trobat extremófilos en gel, en llacs amb aigua similar a un detergent concentrat o fins i tot en l’excrement de pingüí
També recentment, un grup de científics de la Universitat de Boulder, Colorit, Estats Units (EUA) ha localitzat en el volcà Socompa, en el desert d’Atacama i a una altura de 5.800 metres, una comunitat de microorganismes que viuen gràcies al diòxid de carboni (CO2), aigua i metà que els proporcionen les fumaroles volcàniques. Un dels seus responsables, Steve Schmidt, considera que aquest tipus de condicions poden donar-se en Mart i, per això, dedueix que podrien permetre el desenvolupament d’éssers similars.

Fa un parell de mesos, científics de l’Administració Nacional Oceànica i Atmosfèrica d’EUA (NOAA per les seves sigles en anglès), donaven a conèixer la troballa d’uns bacteris en els Grans Lagos nord-americans. En concret, els microorganismes resideixen en uns embornals a 20 metres de profunditat, i són capaces de metabolizar composts de sofre sense necessitat de llum. Aquests bacteris ja eren conegudes, per la qual cosa l’element destacable ha estat que, gràcies a la seva anàlisi genètica, s’ha comprovat la seva relació de parentiu amb un altre bacteri extremófila dels llacs subglaciales de l’Antàrtida .

Precisament, l’Antàrtida és una mina per als científics que busquen vida extrema. Per exemple, un equip de la NASA, dirigit per l’astrobiólogo Richard Hoover, ha descobert noves espècies en el llac Untersee. Les seves aigües, tan alcalines que semblen un detergent concentrat, i els sediments, amb una alta concentració de metà, recorden a llocs com Mart, els estels, o les llunes gelades de Júpiter o Saturn. A més d’en l’Antàrtida, l’equip d’Hoover ha trobat també extremófilos en el gel i en el permafrost d’Alaska, Sibèria o Patagonia, fins i tot en un substrat tan extravagant com l’excrement de pingüí.

Img cappadocia01En aquest sentit, la NASA ha engegat recerques en llocs de la Terra similars als d’altres planetes, amb l’objectiu de millorar els sistemes de cerca de vida extraterrestre. Un exemple proper és el projecte MART, en la conca del riu Negre (Huelva), en el qual treballa també el microbiólogo espanyol Ricardo Amils.

Els extremófilos posen també en destrets als científics que volen definir què és la vida. Per exemple, s’han trobat microorganismes en un túnel d’Alaska congelats durant 32.000 anys i que “van tornar a la vida” segons s’anava fonent el gel.

En altres casos, també ens ensenyen que la llum del Sol no és l’única font d’energia per a la vida. Per exemple, els radiófilos es desenvolupen en entorns radioactius, com un fong negre que viu en les parets de Chernobyl. I l’any passat, investigadors de les universitats de Princeton i Indiana van descobrir bacteris a 3,2 quilòmetres de profunditat assentades en roques d’urani, de manera que s’alimentaven de la seva radiació, a més d’elements químics similars al lleixiu i de la roca sòlida del seu entorn.

Aplicacions pràctiques dels extremófilos

Per si semblés poca la importància dels extremófilos per a la comprensió i la cerca de la vida dins i fora de la Terra, els científics han descobert que també poden ser molt útils. Ja en els anys 70, Thomas Brock, de la Universitat de Madison (EUA), va trobar en una font termal del Parc Nacional de Yellowstone el bacteri Thermus aquaticus. La seva resistència a la calor va permetre la creació de la tècnica de reacció en cadena de la polimerasa (PCR). Aquest sistema permet fer còpies d’ADN, fonamental per al desenvolupament de la recerca biològica i genètica (per exemple, per detectar gens de càncer), el diagnòstic mèdic o les anàlisis forenses.

La creació de la tècnica PCR, gràcies a un extremófilo, ha estat fonamental per al desenvolupament de recerques contra el càncer o les anàlisis forenses
Així mateix, sectors molt diversos treballen amb extremófilos per desenvolupar enzims més barats i eficaços, gràcies a la seva capacitat d’accelerar reaccions químiques sense alterar-se en condicions extremes. Per exemple, els enzims resistents a la calor (termófilas) s’han usat per obtenir ciclodextrinas a partir del blat de moro, la qual cosa ha permès estabilitzar substàncies volàtils, millorar la presa de medicaments i emmascarar olors desagradables.

En l’altre extrem, els organismes psicrófilos, resistents a temperatures properes al punt de congelació de l’aigua, han donat lloc a millores en sectors relacionats amb el fred, com les indústries del processament d’aliments, els fabricants de perfums i fragàncies o els de detergents per rentat en fred.

I no són els únics exemples: els acidófilos permeten millorar la digestibilidad de grans en l’estómac dels animals; els alcalófilos, capaços de viure en entorns alcalins, similars al lleixiu, s’empren per fabricar detergents o per produir peces vaqueres “al rentat de pedra”; els halófilos, propis d’ambients hipersalinos, s’utilitzen per augmentar la quantitat de cru extret dels jaciments petroliers.

Així mateix, l’enginyeria genètica obre un ventall de possibilitats fins i tot major, en poder manipular aquests organismes. Per exemple, la protoglobina (una forma primitiva d’hemoglobina), trobada en l’extremófilo Aeropyrum pernix, s’apunta com un possible suport per a la creació de sang artificial. Per la seva banda, altres investigadors recorden el gran potencial d’alguns d’aquests extremófilos per al desenvolupament de la “biominería”, amb la qual es podrien extreure minerals de forma més senzilla.

Per la seva banda, la ciència bàsica també ha ampliat els seus punts de vista. Gràcies al seu estudi genètic i molecular s’han confirmat tres línies evolutives principals amb un ancestre comú, i no dos, com es creia fins llavors. Al costat dels bacteris (organismes unicel·lulars procariotes) i els eucariotes (organismes les cèl·lules dels quals presenten un nucli veritable), els científics inclouen també a les arqueges, uns microorganismes amb característiques similars a les anteriors, però també amb diferències que les fan úniques.

Diferents tipus d’extremófilos

El terme “extremófilo” s’utilitza per primera vegada en 1974, en un treball de l’investigador RD MacElroy. Posteriorment, a mesura que s’han anat descobrint nous microorganismes extrems, la varietat ha anat creixent. Així, a més dels esmentats anteriorment, els experts parlen d’anhidrobiosis per referir-se a éssers que viuen en absència d’aigua; barófilos, éssers que viuen en ambients amb pressió molt alta; hipertermófilos, amb temperatures òptimes de creixement per sobre dels 80º C; o xerófilos, capaços de desenvolupar-se en zones amb molt baixa humitat.

En qualsevol cas, cal recordar que la major part dels extremófilos són microorganismes, si ben també es poden trobar a alguns pluricel·lulars, sobretot entre els barófilos.