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B reve es el fruto de la juventud, no dura másque el diario intervalo de la luz del sol sobre la

tierra; y cuando ha pasado la primavera de la vida,ciertamente es mejor la muerte que vivir, puestoque muchos son los males que invaden el corazón,recitaba Mimnermos, poeta elegíaco griego del s.VII a.C. Pocas cosas que han cautivado tan pode-rosamente la imaginación humana como la ideade vivir más tiempo. Pero, por extraño que parez-ca, el envejecimiento y la muerte, que son el des-tino último de los humanos, no eran necesarios enlos albores de la vida, y no lo fueron durante cien-tos de millones de años. La clásica definición deun ser vivo como aquél que "nace, crece, se repro-duce y muere" no puede aplicarse de la mismamanera a los organismos procariotas que a loseucariotas.

En una célula procariota en división, el DNA esarrastrado por la membrana a la que está unido amedida que ésta crece, hasta que la célula se divi-de para formar dos células idénticas a la progeni-tora. Siempre que el entorno lo permita, los pro-cariotas pueden crecer y dividirse sin envejecer.Aunque hay variaciones del modelo general, ladivisión celular típica de las bacterias se producepor "fisión binaria" y da dos células equivalentes.La división celular de las bacterias que formanpedúnculos y yemas (p. ej. Caulobacter, Hypho-microbium, etc.) implica la formación de unanueva célula hija más pequeña, sin que la célula"madre" pierda su propia identidad una vez com-pletado el proceso de división. La diferencia entreestas bacterias y las "convencionales" (que entiempos fueron llamadas "eubacterias", lo quehacía referencia sólo a aquellas que tenían unamorfología bien definida), no sólo es la formaciónde yemas o pedúnculos, sino también la forma-ción de una nueva pared celular a partir de unpunto determinado ("crecimiento polar"), en vez deproducirse por toda la célula ("crecimiento inter-calar"), como lo hacen las bacterias que se repro-ducen por "bipartición" o fisión binaria.

Muerte celular

Una consecuencia importante del crecimientopolar de las bacterias es que las estructuras

citoplasmáticas, como algunas membranas inter-nas, no participan en el proceso de división celu-lar, lo que permite la formación de estructuras

más complejas que las células que se dividen porfisión binaria. Algunas de las consecuencias adi-cionales del crecimiento polar son el envejeci-miento y la muerte: (i) Envejecimiento, dado quesobre la célula madre sólo puede formarse undeterminado número de yemas. Al igual que ocu-rre en las levaduras, donde cada yema deja una"cicatriz" sobre la superficie de la célula madre, loque impide que se vuelva a formar otra en elmismo lugar; de esta manera, cuando toda lasuperficie está cubierta por esas "señales delparto", la levadura es incapaz de dividirse denuevo. (ii) Y, como consecuencia, la mortalidad delas células. Con el crecimiento intercalar, las célu-las, en principio, no mueren. Obviamente, comotoda forma de vida, las bacterias pueden "morir"por hambre (ausencia de nutrientes), calor (altatemperatura), alta concentración de sal, deseca-ción o deshidratación, etc.

Las líneas celulares constituyen un ejemplo dela "inmortalidad" de las células eucariotas en losanimales. Las células de Henrietta Lacks (líneacelular HeLa, células cancerosas de útero) cum-plen ahora medio siglo. Estas células fueron aisla-das por George O. Gey antes de la muerte de lapaciente en el hospital de la universidad JohnHopkins de Baltimore en 1951 (Gey et al., 1952),y continúan en la actualidad multiplicándose enlos laboratorios de todo el mundo. Antes de 1950,varios equipos de investigadores habían logradocultivar otras células animales, pero todas lascélulas dejaban de multiplicarse in vitro y moríanal cabo de veinte a cincuenta divisiones. Las célu-las tumorales de Henrietta superaron espectacu-larmente esa constricción biológica. Gracias altumor de esta mujer, se descubrió que las célulascancerosas se caracterizan precisamente por sucapacidad de dividirse indefinidamente. Hoy endía, toneladas de células de HeLa crecen en diver-sos laboratorios de todo el mundo, desde luego enmucha mayor cantidad que todas las células quetenía el cuerpo de la pobre Henrietta.

En la naturaleza, la carencia de nutrientes y laexposición a otros factores abióticos adversosconstituyen la norma, más que la excepción. Ladisponibilidad de comida para las bacterias en losocéanos es sólo una fracción de miligramo porlitro; en agua dulce es de 6 a 10 µg/L; en el suelo,0,4 g/100 g). Aunque los aspectos cuantitativossean desconocidos, es probable que las bacterias

La “inmortalidad” procariótica y la tenacidad de la vida

Ricardo Guerrero y Mercedes Berlanga*Departamento de Microbiología, Universidad de Barcelona, Avda. Diagonal 645, 08028 Barcelona.

E-mail: guerrero@retemail.es

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patógenas también experimenten algún tipo deprivación de nutrientes mientras colonizan elhuésped -la respuesta de la bacteria a la ausenciade nutrientes también provoca una resistencia aotro tipo de estrés ambiental. Las bacterias suelendividirse a una tasa inferior a su capacidad máxi-ma; en aguas marinas lo hacen cada 200 días;cada 20 días en el suelo de un bosque; Escherichiacoli tiene un tiempo de generación de 5 a 20 h enel cuerpo humano, ya que aun en el intestino,donde la concentración de alimentos se esperaque sea considerable, resultan habituales las con-diciones de abundancia y hambruna (feast andfamine) y la competencia con el resto de la micro-biota. De hecho, en algunas bacterias patógenascomo Yersinia enterocolitica, la inanición es apa-rentemente el desencadenante de la expresión defactores de virulencia.

Estrategias de supervivencia de los microorganismos

L os microorganismos se encuentran general-mente en un medio hostil, por lo que parece

razonable que hayan desarrollado estrategias desupervivencia, sistemas de defensa para hacerfrente a las condiciones adversas y mecanismos decontrol activos que faciliten el reajuste de la célu-la a nuevas situaciones. El coste de mantenimien-to debe reducirse al máximo y utilizarse en con-servar el equilibrio osmótico, el potencial de mem-brana, la renovación de los componentes celularesesenciales, etc. La energía necesaria para estoscambios debe ser suministrada por el metabolis-mo endógeno a partir de constituyentes celulares(tales como proteínas o RNA) y polímeros de reser-va. Una célula lucha hasta el final por seguir fun-cionando, resistiéndose a la muerte; intenta reac-cionar contra las fuerzas que la destruirían. Lascélulas microbianas alternan dos estados morfo-genéticos que constituyen una especializaciónfuncional. Un estado "activo" de crecimiento y unestado "de espera" (stand-by). Estos dos estadosles permite crecer cuando las condiciones sonóptimas y permanecer "dormidas" a la espera denuevas condiciones favorables. Esta alternanciaestá ampliamente extendida en la naturaleza y,aunque la respuesta a un ambiente adverso varíaentre las especies, las estrategias utilizadas sepodrían dividir en dos grandes grupos: las de lasbacterias diferenciadas y las de las no diferencia-das. En el primer caso (Bacillus, Myxococcus, etc.)se produce una marcada alteración de la ultraes-tructura de la bacteria, con la formación de endos-poras, mixosporas, cistos, etc. Escherichia yPseudomonas serían ejemplos del segundo grupo.

En las bacterias que no forman estructuras dife-renciadas, las respuestas de resistencia al estrésconsisten en la reducción del tamaño, la conden-sación del citoplasma, la alteración de la composi-ción de las envueltas celulares, la expresión dife-rencial de programas genéticos, etc.

Estrategias de supervivencia en las células nodiferenciadas

En los medios acuáticos oligotróficos estáampliamente extendida la alternancia entre

células en estado planctónico y las mismas célu-las en estado béntico y sésil, formando biopelícu-las (biofilms). Una biopelícula es una asociacióncompleja de microorganismos, constituida poruna o varias especies, unidos a una superficie yembebidos en una matriz de polímeros extracelu-lares de origen microbiano. La adhesión de losmicroorganismos desencadena la expresión defactores s, que favorecen la activación de un grannúmero de genes. Fenotípicamente estas célulassésiles son distintas de cuando son planctónicas.La formación de la biopelícula es un fenómeno depercepción de quórum (quorum-sensing). Gene-ralmente cada célula secreta pequeñas cantidadesde una "molécula de comunicación" (p. ej. acilho-moserina lactona). Cuando se agrega un númerosuficiente de bacterias (es decir, cuando se haalcanzado un determinado nivel de densidadpoblacional), la concentración de esta sustanciaen el medio aumenta, con lo que se activan dife-rentes genes de cada célula de la población. Cepasde Pseudomonas aeruginosa modificadas en ellaboratorio, a las que se ha eliminado el gen deuna lactona, son incapaces de formar biopelícu-las. Las bacterias en el interior de la biopelículaforman una comunidad funcional coordinada. Dehecho, las biopelículas se asemejarían a los tejidosformados por células eucariotas en su cooperativi-dad, y en que están "protegidas" de las variacionesbruscas de las condiciones ambientales medianteel mantenimiento de una "homeostasis primitiva"dentro de la matriz de exopolímeros. Estos polí-meros retienen la humedad y los nutrientes, y per-miten la formación de microambientes dentro dela matriz, que distribuyen los organismos en fun-ción de las condiciones abióticas óptimas o permi-sivas imperantes.

Es importante considerar el valor de esta estra-tegia en la Tierra primitiva. En los primeros eco-sistemas acuáticos las bacterias eran atraídashacia los nutrientes que se concentraban de formanatural sobre las superficies. El agrupamiento, enausencia de depredación, hacía que las bacteriasestuvieran protegidas de la deshidratación, radia-

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ción ultravioleta, dispersión por el movimiento delagua, etc. La selección positiva de las biopelículasen los ecosistemas actuales se pone de manifiestopor el predominio de este modo de crecimiento−células "inmovilizadas" en una matriz− en todosaquellos ecosistemas que lo permiten. Muchascélulas planctónicas son de pequeño tamaño("ultramicrobacterias", de aproximadamente 0,3µm de diámetro) y se encuentran en un estadofisiológico aletargado o "durmiente". Las mismascélulas en una biopelícula son mayores, y tienenuna vida activa. La vida planctónica constituyefundamentalmente la forma de dispersión, y lasésil la de reproducción (Costerton et al., 1995).

Mecanismos moleculares de resistencia en lascélulas no diferenciadas

Las células procariotas no diferenciadas res-ponden a la limitación de un determinado

nutriente mediante la síntesis de sistemas detransporte de alta afinidad para ese nutriente ymediante la expresión de un transportador y lautilización de otros sistemas que sean capaces deutilizar fuentes alternativas más abundantes. Sinembargo estas respuestas suelen ser insuficientespara asegurar la supervivencia, y necesitan degra-dar macromoléculas intracelulares y polímeros dereserva, tales como el glucógeno o los poli-b-hidro-xialcanoatos (PHA). La acumulación de polímerospodría parecer un error metabólico, porque apar-ta del pool celular metabolitos necesarios para elcrecimiento. Pero, en realidad, lo que hace es evi-tar el aumento de la presión osmótica interna ydesarrollar la capacidad de previsión del futuro(time-binding), ya que el microorganismo se antici-pa a unas posibles condiciones adversas delmedio. Los microorganismos acumulan diferentessustancias cuando existe un exceso de recursosen su entorno, una cantidad superior a la quenecesitaría para crecer. Posteriormente, las sus-tancias de reserva son "consumidas" para mante-ner las funciones mínimas de la célula cuando lafuente externa de energía disminuye.

Esta estrategia de previsión de las condicionesfuturas podría constituir una ventaja selectivamuy importante para la evolución y el manteni-miento de la vida en la Tierra. Cuando las célulascrecen a tasas específicas (µ) inferiores del máxi-mo, la cantidad de RNA presente es superior alque necesitarían para llevar a cabo los procesosmetabólicos. Este exceso de la capacidad de sínte-sis de proteínas prepara a las células para res-ponder de forma rápida a una situación "impre-vista" de abundancia de nutrientes. De forma adi-cional, este RNA en exceso puede servir como polí-

mero de reserva. La renovación (turnover) del RNAmás abundante, el RNA ribosómico (rRNA), liberanucleótidos que o bien sirven para la síntesis denuevo RNA (presumiblemente mRNA), o bien sedegradan y sirven como fuente de energía. En E.coli, aproximadamente del 20-30% del RNA totales degradado durante las cuatro primeras horasde ausencia de fuente de carbono. Trascurridoeste período, la tasa de degradación disminuye,pasando a ser de un 10% durante las 20 hsiguientes. La muerte celular producida por laausencia de fuente de carbono parece estar rela-cionada con la degradación total de los ribosomas(McCann et al., 1992).

La presencia de polímeros de reserva talescomo los PHA no impide la degradación del RNA,pero aumenta la capacidad de supervivencia de labacteria porque los PHA son catabolizados paraproducir energía, mientras que los ribonucleótidosliberados se emplean para la síntesis de nuevoRNA. Las proteínas de los ribosomas parece quese asocian a la membrana celular para protegerlade la degradación, y al mismo tiempo están dispo-nibles para la formación de nuevos ribosomascuando se sintetice nuevo rRNA. La degradaciónde proteínas también es significativa durante laausencia de nutrientes. Como en el caso del RNA,los aminoácidos libres producidos en la degrada-ción pueden ser o bien reutilizados para la sínte-sis o bien degradados para producir energía. Laconcentración absoluta de constituyentes celula-res no determina la longevidad; la clave de lasupervivencia en situación de inanición dependede la capacidad de regular la tasa de degradaciónde las macromoléculas (McCann et al., 1992).

Los factores σ controlan la expresión génica dedeterminados promotores en situaciones deestrés. Estos factores σ son proteínas que se unena la RNA polimerasa y reconocen diferentessecuencias de promotores. La expresión de deter-minadas proteínas no sólo proporciona protecciónfrente la ausencia de nutrientes sino tambiénfrente a otras situaciones de estrés. BolA es unaproteína que regula la expresión de diferentesgenes; el producto de uno de estos genes, DacA(D-alanina carboxipeptidasa), aumenta las unio-nes cruzadas del peptidoglicano, lo que refuerza lapared celular de las bacterias en inanición. Lasproteínas codificadas por el operón otsBA (másconocida por pexA) estimulan la biosíntesis detrealosa, que parece estabilizar la membrana cito-plasmática y protege frente al estrés osmótico.Durante la inanición también se incrementa elestrés oxidativo. En esta situación, se sintetizanproteínas que destruyen los agentes oxidantes,(como es el caso de las hidroperoxidasas I y II

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−KatG y KatE, respectivamente−, que actúan eli-minando el H

2O

2), y proteínas que reparan los

daños producidos por esos agentes oxidantes. Laexonucleasa III (XthA) y AidB están implicadas enla reparación del DNA. PexB es otra de estas pro-teínas que parecen estar implicadas en la induc-ción de proteínas adicionales que también prote-gerían al DNA contra el estrés oxidativo. Las pro-teínas de choque térmico (heat-shock proteins,Hsp), o chaperoninas, como DnaK y GroEL, etc.,serían responsables de mantener una correctaconformación de las proteínas (Fig.1; Matin, 2000.)

Estrategias de supervivencia en las célulasdiferenciadas

En condiciones ambientales adversas, o en elestado tardío de la fase exponencial, diversas

bacterias desarrollan una vía de diferenciacióncontrolada, tras la cual se produce una marcadaalteración de la estructura celular (Fig. 2). Se pue-den formar endosporas (p. ej. en Bacillus oClostridium), mixosporas (p. ej. en Myxococcus),cistes (p. ej. en Azotobacter) o acinetos (p. ej. en lacianobacteria Anabaena, donde los acinetos sesitúan normalmente adyacentes a los heterocis-tes). Estas formas alternativas comparten caracte-rísticas comunes, como un protoplasma denso,capas celulares adicionales, resistencia a la radia-ción ultravioleta y a la desecación, y metabolismoquiescente ("vida latente").

La producción de esporas, en general, es unfenómeno extendido entre los microorganismos.Las endosporas, en particular, son casi exclusivasde las numerosas especies de los géneros Bacillusy Clostridium. Las esporas tienen dos funciones

principales: actúan como agentes de dispersión,debido a su pequeño tamaño (como es el caso deB. anthracis), y son las formas de supervivencia encondiciones adversas (calor, desecación). La pro-ducción de esporas (esporulación) forma parte delciclo vital de las bacterias que la presentan, y noson consecuencia de la exposición inmediata auna situación crítica, como todavía dicen algunoslibros. La esporulación comienza normalmentecuando cesa el crecimiento vegetativo debido alagotamiento de nutrientes. Suele suceder en laúltima etapa del crecimiento exponencial de la

Fig. 1. Esquema de la regulación global en situación de estrés en Escherichia coli, en el que se muestra los fac-tores que determinan la activación del factor σ y cómo éste desencadena una cascada de activación de diferentesgenes ("reguladores secundarios"), que a su vez actúan sobre otros. En ocasiones, los reguladores secundariospueden activarse directamente al responder a una situación estresante determinada, como la presencia de agen-tes oxidantes. (Adaptado de Prokaryotic Gene Expression, S. Baumberg [ed.], 1998, Oxford University Press.)

Fig. 2. Formas de resistencia bacteriana a las condicio-nes de vida adversas. A) Endospora. B) Mixospora[Brock Biology of Microorganisms 9ª Ed., 2000, Prentice-Hall, pp. 93 y 496]. C) Ciste. D) Acinetos [The Prokaryotes,2ª Ed., Vol. I, Springer-Verlag, pp. 213 y 327].

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población. Un cultivo continuo de B. megaterium,por ejemplo, puede mantenerse sin esporular si semantienen las condiciones estables en el quimios-tato.

La esporulación en Bacillus spp. es un procesocomplejo de diferenciación celular en el que inter-vienen unos 200 genes y tarda aproximadamente8 horas. Primero se duplica el DNA, después seforma un filamento axial de material nuclear, y lamembrana citoplasmática produce un plegamien-to interno, que engloba parte del DNA y origina elsepto asimétrico de la preespora. La membranacitoplasmática continúa creciendo y rodea a laespora inmadura con una segunda membrana.Entre ambas membranas se forma el córtex (capade peptidoglicano modificado). En la esporamadura, el protoplasma de la espora contienedipicolinato cálcico, rodeado por el córtex y poruna cubierta proteica constituida por cisteína yaminoácidos hidrofóbicos. Una endospora podríaconsiderarse, por tanto, el resultado de una divi-sión por bipartición en la que la célula "hija" quesobrevive lleva consigo el cadáver de su "herma-na", que no llegó a término, y al que llamamosexosporio.

Las endosporas resisten el proceso de ebulli-ción. La temperatura de 100ºC no inactiva lasendosporas, y son necesarias temperaturas másaltas para destruirlas. El desarrollo de la termo-rresistencia se debe a la incorporación masiva deCa2+ por la célula esporulante y a la síntesis engran cantidad de ácido dipicolínico. El dipicolina-to se encuentra en forma de quelato de calcio, y selocaliza fundamentalmente en el protoplasma. Lasendosporas, además, son muy resistentes amuchas sustancias químicas utilizadas en lahigienización de instalaciones industriales y hos-pitalarias. Las endosporas son las formas de vidamás resistentes conocidas, con la posible excep-ción de los priones. Los procesos que conducen asu destrucción completa (esterilización en auto-clave, glutaraldehído o formaldehído) deben seraplicados concienzuda y exhaustivamente.Después de un ciclo de esterilización, debemosasegurarnos que todo el contenido del autoclaveha sido sometido a la temperatura y tiempo reque-ridos. Para controlarlo, el procedimiento más efi-caz es observar la posible supervivencia de espo-ras de un Bacillus especialmente resistente, B. ste-arothermophilus. La resistencia térmica de lasendosporas varía considerablemente según laespecie y parece depender de la temperatura ópti-ma de crecimiento del microorganismo. De talmanera que Bacillus subtilis, con un óptimo decrecimiento de 37ºC, es más sensible al trata-miento térmico que B. stearothermophilus, con un

óptimo de 55ºC. En la industria alimentaria y hos-pitales, la aplicación de una temperatura y untiempo de exposición determinado es esencialpara asegurar que un alimento −conservas enlata−, o material quirúrgico o médico, esté libre demicroorganismos (incluidas las endosporas).

Longevidad procariótica

Ya hemos visto que los microorganismos dispo-nen de diferentes mecanismos para hacer fren-

te a un medio hostil. Pero, ¿cuántos meses o añospuede una bacteria (célula vegetativa o formas deresistencia) permanecer como bellas durmientesen espera de que el príncipe (condiciones óptimaspara el crecimiento) las despierte? Al estado fisio-lógico de estos organismos de "vida latente" se leha denominado anabiosis o criptobiosis.

A lo largo de los últimos 80 años, han apareci-do diferentes publicaciones sobre organismos quevuelven a la vida activa después de un período detiempo en estado latente. Kennedy et al. (1994)han hecho una magnífica revisión sobre el tema.Durante mucho tiempo, los datos sobre posiblereanimación de bacterias antiguas eran tomadoscon suspicacia o considerados con incredulidad.De hecho, los primeros investigadores en elcampo, Gallipe (en 1921), Lipman (en 1928),Lieske (en 1931), etc., fueron muy criticados, pre-cisamente porque afirmaban que la longevidad dela vida podría ser de cientos de millones de años,idea revolucionaria para la época (Kennedy et al.,1994). En concreto, Gallipe declaró haber resuci-tado microorganismos de meteoritos, reabriendoel debate de la panespermia iniciado por SvanteArrhenius en 1908 −quien, por cierto, basaba suidea en la asunción de que las esporas podían via-jar por el espacio interestelar−. En 1954, Jacotot yVirat publicaron en Ann. Inst. Pasteur un artículoque ahora tendría tremenda actualidad; su título,"La longevité des spores de B. anthracis (premiervaccin de Pasteur)". A partir de 1990, se "acepta"que la vida potencialmente puede mantenerselatente durante millones de años, siempre y cuan-do se cumplan una serie de requisitos. Aun así, eslógico mantener cierto escepticismo sobre losresultados presentados hasta que no se comprue-be su reproducibilidad. Para hacer plausibles(aunque no seguras) las observaciones sobre lapreservación de la vida, se deberían cumplir algu-nas premisas, como son: (i) la determinación fide-digna de la edad geológica de la muestra donde seha encontrado el microorganismo, (ii) la demos-tración de los pasos seguidos para tener la certe-za, o una alta probabilidad, de no contaminaciónpor bacterias modernas (ubicuas), durante el

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muestreo o posterior manipulación, y (iii) la com-probación de que el microorganismo (o materialgenético) no haya "entrado" después de la forma-ción del depósito (ámbar o cristal de sal, por ejem-plo). Para evitar este posible problema se debeobservar detenidamente la muestra y comprobarque no tiene fisuras, cambios en la cristalización,etc. Aparte de por la antigüedad de la roca dondese encuentran, la edad de los microorganismos"activados" puede determinarse mediante la "data-ción genética", suponiendo una tasa constante demutación. Se ha estimado que el rango de cambiode aminoácidos es de 0,1 a 10 por 106 años. Lamayor parte de la información sobre los microor-ganismos no recae sobre el DNA, sino sobre elRNA 16S (para los procariotas; para los eucario-tas, 18S).

La Tabla 1 muestra algunos de los microorga-nismos preservados de muestras con más de1.000 años de antigüedad.

En 1962, Peter Sneath (que a la sazón trabaja-ba en el National Institute of Medical Research, enMill Hill, Londres) dio un punto de referencia paraestablecer la longevidad de las endosporas. Sabíaque una suspensión de esporas de B. anthracispreparada por Pasteur en 1888 era viable todavíaen 1956, y que en una lata de conservas de 118años se habían encontrado esporas de un micro-organismo termófilo. En los herbarios de los KewGardens de Londres existía una colección de plan-tas desecadas, algunas de las cuales habían sidorecogidas y preparadas en el s. XVII. Sneathencontró esporas viables en plantas recolectadasen 1640. Representó una gráfica de supervivenciay, a partir de datos publicados sobre el número deBacillus que se encuentran en el suelo, predijo queuna tonelada de suelo seco conservaría unascuantas esporas viables incluso pasados 1000años. Los ensayos fueron realizados rigurosamen-te y no ofrecen dudas sobre su repetibilidad. Porotra parte, en otra excelente revisión, Potts (1994)describe cómo algunas bacterias, comprendidaslas que forman esporas, pueden permanecer enun estado criptobiótico −desecadas− durante

varios millones de años. Nicholson et al. (2000)resumen los avances recientes de cómo las endos-poras resisten la inactivación por diferentes situa-ciones de estrés impuestas por ambientes terres-tres y extraterrestres. La desecación juega unpapel determinante en la ecofisiología de lascomunidades bacterianas dentro de las rocas, enel suelo, en el polvo e incluso en la piel de los ani-males y humanos, donde puede ser un mecanis-mo de transmisión de enfermedades −p. ej., fiebreQ por Coxiella burnetii, o carbunco, por las endos-poras de B. anthracis−.

Un argumento en contra de la preservaciónlongeva de la vida se basaba en la observación demuestras de DNA antiguo extraídas de especíme-nes de los museos o de descubrimientos arqueoló-gicos, en el que sólo 1% del DNA se estimaba nodegradado. Si el DNA se rompe con facilidad,¿cómo podrá un microorganismo sobrevivirdurante millones de años? El DNA de estos espe-címenes se extraía a partir de muestras de tejidosmuertos, pero ¿qué pasa con el DNA de los micro-organismos reanimados que continúan "vivos"hasta la actualidad? Hay razones para creer que elDNA bacteriano puede "sobrevivir" más tiempoque el de los eucariotas, basándose en la especialcomposición química y estructura de las esporas.Sus hélices de DNA están intercaladas y estabili-zadas con sales orgánicas y dipicolinato cálcico.Su genóforo circular y único está saturado conpequeñas proteínas que provocan un cambio con-formacional en la estructura del DNA. Estos múl-tiples mecanismos de resistencia protegen deldaño hidrolítico y oxidativo al DNA y, en conjunto,a toda la espora (Cano et al., 1994; Gerhartdt,1998). Otro punto a tener en cuenta es el origende las muestras, y la duda razonable de si losmicroorganismos aislados son antiguos o contem-poráneos. Los microorganismos han sido frecuen-temente aislados de muestras recogidas de sitios"inaccesibles", como suelo de centenares demetros de profundidad, bloques de sal enterradoso piedras de templos egipcios. Según se pensaba,la probabilidad de que un microorganismo pene-

Tabla 1. Microorganismos preservados (posiblemente) durante largos períodos de tiempo.

Edad estimada (años) Microorganismo Origen de la muestra Referencia

650 × 104 Diversos Rocas Lipman (1931)*650 × 104 Bacillus circulans Salmueras Dombrowski (1960)*

25-40 × 104 Bacillus sphaericus Abeja en ámbar (abdomen) Cano & Borucki (1995) 25-40 × 104 Staphylococcus succinus Ámbar Lambert et al. (1998)

120 × 104 Diversos Ámbar Greenblatt et al. (1999)11-40 × 104 Diversos Lago Vostok Karl et al. (1999)

250 × 106 Bacillus marismortui Cristal de sal Vreeland et al. (2000)

* Citada en Kennedy et al. (1994)

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trara o llegara a las zonas profundas era muypequeña. Nadie creía que la vida fuera posible agrandes profundidades, debido a las elevadastemperaturas, a la enorme presión y a la escasezde nutrientes. Sin embargo, esta situación hacambiado; se han encontrado microorganismos entestigos (cores) de rocas profundas, tomandosiempre las medidas necesarias para evitar la con-taminación con microorganismos contemporáneosubicuos. Se han encontrado bacterias quimiolito-trofas estrictas en profundidades de hasta 2.800m en rocas sedimentarias y de 5.300 m en acuífe-ros de rocas ígneas, donde las temperaturas pue-den estar entre 75ºC y 90ºC y hay agua líquida auna gran presión (Guerrero, 1998; Pedersen, 2000).

Límite de la vida en células diferenciadas y nodiferenciadas

En este artículo se ha hablado de la tenacidadde la vida procariótica, de su lucha por no

morir o de su capacidad de recuperarse despuésde pasar mucho tiempo en estado latente. ¿Perocuánto tiempo exactamente? Las publicacionessobre la longevidad de las endosporas indican suviabilidad, es decir la capacidad de germinar ydesarrollarse como células vegetativas (germina-ción) durante varias décadas como mínimo, y pro-bablemente durante mucho más tiempo. En 1981se colocó en un medio de cultivo una suspensiónde esporas de Clostridium aceticum preparada en1947, y en menos de 12 h de incubación ya seobservaba crecimiento. El análisis microbiológicode restos arqueológicos romanos hallados en elReino Unido, con unos 2000 años de antigüedad,permitieron descubrir un gran número de esporasviables de Thermoactinomyces. Finalmente, en1995, Raúl Cano, de la California PolytechnicState University, publicó en Science el todavía dis-cutido trabajo de la "resurrección" de esporas bac-terianas del intestino de una abeja atrapada enámbar de la República Dominicana, cuya edad seestimaba de 25 a 40 millones de años (Cano yBorucki, 1995).

La mayoría de los trabajos posteriores sobreresurrección de esporas se dedican a los microor-ganismos hallados en ámbar. El ámbar está cons-tituido por una mezcla compleja de compuestos deterpenos, ácidos, alcoholes y azúcares, secretadopor las células del parénquima de diversas plan-tas. En el caso del ámbar dominicano (yacimien-tos de Jorge Caridad) se trata de la leguminosaHymenea portera (localmente llamada "algarro-ba"!). En otros casos, se trata de resinas de gim-nospermas. Estas resinas se han utilizado comopreservantes como mínimo desde el 5.000 a.C.

Durante siglos, los egipcios las utilizaron paraempapar las telas que envolvían los cadáveres.Los componentes de la resina inhibían la descom-posición y ayudaban en el proceso de momifica-ción. En la Grecia clásica, y todavía ahora, losgriegos añadían unas gotas de resina a un tipovino (denominado "retsina"), para detener la fer-mentación y evitar el deterioro debido a la prolife-ración de microorganismos. En la actualidad, elámbar presenta un renovado interés científico porsu capacidad de preservar organismos y materialgenético de tiempos muy lejanos. Como hemosdicho, Cano y Borucki (1995) pretenden haberreavivado una espora de Bacillus sphaericusencontrada en el abdomen de una abeja atrapadaen el ámbar miocénico. Más recientemente,Greenblatt et al. (1999) hacen una descripción dela diversidad de microorganismos aislados delámbar (véase la Tabla 1). Los organismos atrapa-dos en el ámbar constituyen una ventana de estu-dio de las relaciones simbióticas primitivas que

INTERNATIONAL MICROBIOLOGY 3 (4), Diciembre 2000].B) Microorganismos (Bacillus sp.) aislados y "resucita-dos" a partir del abdomen de los insectos fosilizados enel ámbar [Brock Biology of Microorganisms 9ª Ed., p. 56].C) La molécula de 16S RNA, utilizada en la construcciónde árboles filogenéticos. Las flechas indican las posicio-nes en las que las suelen diferir las bacterias (eubacte-rias) [Microbiología 4ª Ed., Prescott et al. 1999,Interamericana, p. 421].

Fig. 3. La puerta delpasado. A) Insectos(Mastotermes electrodo-minicus) atrapados enámbar de la RepúblicaDominicana de 20 millo-nes de años de antigüe-dad. Foto de DavidGrimaldi [cubierta de

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contribuirá significativamente a entender la evolu-ción (Fig. 3).

La tenacidad de la vida de nuevo se ha puestode manifiesto con el trabajo de Vreeland et al.(2000), que describe el aislamiento y cultivo deuna bacteria halotolerante de un cristal de sal conuna antigüedad de 250 millones de años. El aná-lisis de esta cepa la "emparenta" con Bacillusmarismortui, aislada de una botella cerrada yalmacenada durante 57 años que contenía aguadel mar Muerto. En los cristales de sal no se hanencontrado formas de resistencia tales como espo-ras. ¡Se trata de la activación de una célula vege-tativa! De ser cierto, se convertiría en el ser vivoconocido que más tiempo ha permanecido vivosobre la Tierra. Podemos preguntarnos cómo esposible que los biopolímeros bacterianos perma-nezcan intactos durante millones de años, si estasbacterias son lo suficientemente activas pararepararlos, o qué energía utilizan para este fin.Pero, por ahora, todo ello constituye un misterio.

Los estudios de recuperación de microorganis-mos antiguos representan el inicio de un nuevocampo de investigación de la longevidad. ¿Cuántotiempo vive un microorganismo? ¿Cuál es el lími-te máximo? Por ahora sólo, sabemos que los lími-tes son superiores a los que se creía previamente.Cuando la afirmación sobre la increíble longevidadde las esporas o células vegetativas esté sustenta-da por la repetición de los resultados en laborato-rios independientes, eso significará que las endos-poras pueden permanecer, en determinadas con-diciones, viables indefinidamente. Algunos proca-riotas, por consiguiente, resultarían prácticamen-te inmortales. La formación de esporas representauna estrategia con la que la célula escapa tempo-ralmente a unas condiciones adversas, como laprivación de nutrientes, la limitación de agua, o latemperatura elevada, mediante un estadío dur-miente. Además, las esporas pueden "desplazarse"(pasivamente) por la acción del viento, del agua ode otros seres vivos, lo que les ofrece la posibilidadde llegar a un ambiente distinto, favorable para lagerminación. Las esporas representan una formacelular, y una estrategia de supervivencia, quecontribuyen a evitar la muerte, a desplazarse alugares nuevos y a permenecer vivas (aunque dur-mientes) durante mucho tiempo. Una bacteriaesporuladora no puede predecir cuánto tiempo oen qué ambiente permanecerá en estado aletarga-do. Pero haciéndolo, "preparándose para lo peor",las bacterias que esporulan parecen escapardurante un tiempo indefinido a lo que parecía unanorma general en los seres vivos, la limitacióntemporal de la vida, el fenómeno inescapable de lamuerte.

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