Un hallazgo en las aguas termales del Parque Nacional Volcán Lassen, en California, ha dejado atónitos a los científicos: una ameba que puede reproducirse a 63 °C (145 °F). Se trata de la temperatura más alta jamás registrada para un eucariota, es decir, un organismo con células que poseen núcleo definido.
El organismo, bautizado como Incendiamoeba cascadensis —apodada “ameba de fuego”—, fue analizado en un estudio publicado este martes en la prestigiosa revista Cell, con financiamiento de la NASA. Los investigadores descubrieron que, si la temperatura supera los 63 °C, la ameba deja de reproducirse, aunque puede seguir viva y alimentarse hasta los 64 °C (147 °F). Antes de este descubrimiento, el límite conocido para los eucariotas era de 60 °C (140 °F), una marca observada en algunos hongos y algas rojas.
Un desafío a las teorías aceptadas sobre el calor y las células complejas
Este resultado pone en duda una explicación que solía usarse para entender por qué la vida compleja tiene un límite de temperatura. Las altas temperaturas pueden dañar las proteínas y otras moléculas esenciales para la vida, así como romper las membranas que rodean a las células y sus orgánulos. Por eso se creía que las membranas de los orgánulos eucariotas no podían mantenerse estables por encima de 62 °C (144 °F).
Los orgánulos son pequeñas estructuras internas de la célula que realizan funciones específicas. La existencia de I. cascadensis demuestra que, al menos en algunos casos, las células complejas pueden soportar más calor del que se consideraba posible. Los organismos adaptados a temperaturas muy altas se denominan termófilos. Para ser considerados como tales, deben poder reproducirse, moverse, alimentarse y sobrevivir a más de 45 °C (113 °F). La capacidad de reproducirse a 63 °C sitúa a esta ameba por encima de todos los eucariotas conocidos en ese aspecto.
Eucariotas frente a procariotas: una estructura celular más compleja
La vida en la Tierra se clasifica principalmente en dos grupos: procariotas y eucariotas. Los procariotas son organismos unicelulares que carecen de núcleo y de orgánulos rodeados por membranas. Al tener una estructura celular más simple, enfrentan de manera distinta el calor, el frío, la acidez o la radiación. Las bacterias y las arqueas pertenecen a este grupo. Las arqueas, en particular, son conocidas por habitar ambientes extremos.
Debido a su simplicidad, se cree que los procariotas fueron las primeras formas de vida en el planeta, hace miles de millones de años, cuando la Tierra tenía condiciones mucho más hostiles que las actuales.
Los eucariotas aparecieron después. Sus células poseen un núcleo que contiene el material genético, delicado, y varias estructuras con membranas, como las mitocondrias y el retículo endoplasmático. En este grupo se incluyen desde algas unicelulares hasta plantas y seres humanos.
El análisis genético revela cómo la ameba resiste el calor extremo
El equipo de investigación secuenció el genoma de I. cascadensis y estudió cómo varía la expresión de sus genes según la temperatura. Encontraron numerosos genes relacionados con la protección y estabilidad del ADN, así como genes que ayudan al organismo a percibir su entorno. Cuando la temperatura aumenta, la ameba activa más genes vinculados al plegamiento de proteínas, un proceso crucial porque el calor extremo puede hacer que las proteínas pierdan su forma y dejen de funcionar.
“En parte, es posible que los estudios sobre eucariotas se hayan visto limitados debido a algunas suposiciones sobre la estabilidad de la membrana”, afirmó Beryl Rappaport, estudiante de posgrado de la Universidad de Siracusa y autora principal de la investigación. “Esperamos que el descubrimiento de la I. cascadensis anime a otros científicos a seguir buscando eucariotas que prosperen a altas temperaturas”.
Rappaport agregó que el estudio reveló varias posibles razones de la supervivencia de la ameba: “Logramos descubrir muchas estrategias que podrían ayudar a la I. cascadensis a sobrevivir a las altas temperaturas, y algunas de estas estrategias podrían ser utilizadas por los organismos termófilos en todos los dominios de la vida”. Una de esas estrategias está relacionada con ciertas proteínas de la ameba que presentan una carga positiva alta en su superficie, característica que podría hacerlas más estables. “Estas cargas proteicas son similares a las observadas en bacterias y arqueas termófilas”, añadió.
Muestras de Nueva Zelanda y Yellowstone: ADN similar
Los científicos compararon la información genética de la ameba con datos de investigaciones realizadas en distintas partes del mundo. Así encontraron fragmentos de ADN parecidos en muestras de zonas geotérmicas de Nueva Zelanda y del Parque Nacional de Yellowstone. Esto sugiere que puede haber otras amebas termófilas relacionadas con I. cascadensis en diferentes regiones del planeta, aunque aún no hayan sido identificadas. Hasta ahora, la mayoría de los estudios sobre organismos de ambientes extremos se centraba en bacterias y arqueas unicelulares.
Los seres vivos capaces de soportar temperaturas, niveles de pH, radiación u otras condiciones extremas reciben el nombre de extremófilos. Su estudio ayuda a comprender los límites de la vida conocida y, además, sus proteínas podrían tener aplicaciones biotecnológicas, tanto en la industria como en la medicina.
Implicaciones para la búsqueda de vida fuera de la Tierra
Los astrobiólogos estudian los límites de la vida en la Tierra para entender dónde podrían existir organismos en otros mundos. Uno de esos lugares es Marte, que presenta condiciones menos favorables que las de nuestro planeta. Por ahora, la Tierra es el único planeta conocido con vida.
“El estudio de los organismos extremófilos nos ayuda a comprender mejor las limitaciones bioquímicas y fisiológicas de la vida tal como la conocemos en la Tierra”, dijo Alison Olcott, científica del programa de Exobiología de la sede central de la NASA en Washington. “Esta información, a su vez, ayuda a orientar la búsqueda de vida por parte de la NASA, ya que amplía el rango de condiciones en las que consideramos que la vida podría habitar otros lugares”.
Para Olcott, el caso de I. cascadensis ayuda a pensar en qué sitios y de qué forma podrían vivir organismos con células complejas dentro y fuera de la Tierra. “Encontrar eucariotas que sobrevivan en entornos de alta temperatura no solo amplía nuestra comprensión de dónde podría encontrarse vida, sino también de lo compleja que podría ser esa vida”, sostuvo.
No obstante, soportar altas temperaturas no es suficiente para sobrevivir. Rappaport indicó que la ameba necesita un ambiente con el nivel adecuado de acidez, oxígeno y presión, además de agua y alimento.
“Ciertamente, podría ser posible que una forma de vida compleja como la I. cascadensis sobreviviera en otro planeta, pero la Tierra es el único planeta que conocemos actualmente que reúne todos los requisitos para que la I. cascadensis prospere”, afirmó. “La I. cascadensis no podría sobrevivir por sí sola. También necesita de otras formas de vida para subsistir”, concluyó.
Fuente: Infobae