Acidófilos: definición y ejemplo

Publicado el 7 septiembre, 2020 por Rodrigo Ricardo

Definición de acidófilos

En la Tierra, tenemos la oportunidad de explorar lugares que son naturalmente fríos y, por supuesto, muy calurosos. Conocemos zonas donde la lluvia es constante y la humedad nos hace sudar. Pero, ¿te imaginas visitar un lugar donde las plantas no prosperan y la mayoría de los organismos vivos no pueden sobrevivir debido a los altos niveles de acidez? Este entorno seguramente existe, y da la casualidad de que nuestro amigo el acidófilo reside allí.

Los acidófilos son microorganismos que prosperan en ambientes ácidos donde el nivel de pH es inferior a 3. Piense en un acidófilo como un microbio amante de los ácidos. Estos organismos son tipos duros que se sienten como en casa en lugares desagradables, típicamente inhabitantes. De hecho, estos organismos pertenecen a una familia más grande llamada extremófilos , que es un grupo que prospera en ambientes extremos normalmente inhóspitos para otros organismos. Los acidófilos pertenecen a los tres dominios: eucariota, bacterias y arqueas. Los ejemplos de acidófilos incluyen Thiobacillus acidophilus (un tipo de bacteria), Vorticella (un tipo de eucariota) y Crenarchaeota (un tipo de arquea).

Los científicos han identificado varias áreas, naturales y artificiales, que son lo suficientemente ácidas para que prosperen los acidófilos. Un ejemplo de un ambiente ácido natural son ciertas fuentes termales (que contienen gas sulfuroso) en el Parque Nacional Yellowstone. Otros entornos incluyen sitios volcánicos, escombros que quedan de las actividades mineras del carbón y ¡nuestros propios estómagos!

Cómo sobreviven los acidófilos

Por supuesto, es posible que se pregunte cómo puede sobrevivir un microorganismo en condiciones tan extremas. La naturaleza versátil de un acidófilo puede responder a esa pregunta: los acidófilos han desarrollado una forma de adaptarse a este entorno. Si desempolvamos nuestro libro de biología, veremos que dentro de la célula de un organismo hay un citoplasma , una solución que rodea el núcleo de una célula. Los científicos primero creyeron que el citoplasma dentro de un acidófilo debe ser ácido para prosperar en tales condiciones. Los resultados de investigaciones posteriores revelaron que esto era falso. El citoplasma de un acidófilo era comparable al de una célula normal, ya que tenía un pH neutro (es decir, un pH de 7) en lugar de uno ácido.

Los científicos también descubrieron otros métodos de adaptación, que incluyen:

  • La liberación de un acidófilo de recubrimientos protectores en el exterior de su celda para protegerla del daño al ambiente ácido.
  • Mecanismos celulares eficientes dentro del citoplasma que combaten o amortiguan cambios extremos en el pH (dentro de la célula)

Cada una de estas características, junto con otras, apoyan la capacidad de un acidófilo para adaptarse a un entorno extremo y prosperar.

Ambientes ácidos

Aunque es importante comprender qué es un acidófilo y dónde vive, es igualmente importante comprender cómo se forman estos ambientes ácidos. Estos entornos, formados y creados naturalmente a partir de actividades humanas, tienen un factor común: la presencia de azufre.

Puedes ver la ecuación que representa este proceso:

azufre

Los ambientes naturalmente ácidos se crean cuando el azufre inorgánico sube a la superficie y se oxida para formar ácido sulfúrico. La oxidación es la capacidad de combinar químicamente un compuesto (o elemento) con oxígeno. Cuando el azufre sube a la superficie, interactúa con el oxígeno del aire y el agua para producir ácido sulfúrico.

El ácido sulfúrico es un ácido muy fuerte. Se sabe que los ácidos fuertes se disocian (rompen) completamente en solución. El nivel de pH estándar del ácido sulfúrico es 2,1. Sin embargo, los entornos ácidos pueden tener niveles de pH inferiores a 2,1. De hecho, los científicos han encontrado ambientes tan extremos que los niveles de pH se registraron como 0. ¡Eso es lo que llamamos ácido! Pero, ¿cuál es la conexión entre la variabilidad en el pH para un ambiente ácido y la presencia de ácido sulfúrico?

Como ácido fuerte, el ácido sulfúrico se disocia en iones de hidrógeno en solución. La concentración de iones de hidrógeno afecta directamente al pH. Por tanto, si un gran volumen de azufre sube a la superficie y se oxida, la concentración de ácido sulfúrico será alta. Cuanto mayor sea el número de iones de hidrógeno (de la disociación del ácido sulfúrico) presentes en este entorno, menor será el nivel de pH. Esto explica por qué algunos ambientes ácidos pueden tener un nivel de pH de 3 y otros tienen un pH de 1. Solo recuerde que el nivel de pH depende de:

  1. La concentración de azufre oxidado a ácido sulfúrico.
  2. El número de iones de hidrógeno en solución.

Además de los procesos naturales, el azufre también se puede liberar de los minerales que contienen azufre durante un evento artificial llamado drenaje ácido de una mina. Esta liberación de azufre sufre el mismo proceso químico de oxidación para formar ácido sulfúrico.

Ejemplo acidófilo

Como comentamos, algunas de las fuentes termales del Parque Nacional Yellowstone son lo suficientemente ácidas como para que sobrevivan los acidófilos. Quizás el acidófilo más conocido, Thermus aquaticus, vive en estos manantiales. Cuando se descubrió aquí en la década de 1960, su presencia fue una sorpresa: los investigadores no creían que ningún organismo pudiera sobrevivir en las temperaturas de los manantiales, que superaban los 130 grados Fahrenheit. Sin embargo, Thermus aquaticus prosperó aquí debido a una enzima variante especial que le permitió funcionar a altas temperaturas. Esa misma enzima ahora se usa en el método de reacción en cadena de la polimerasa que nos permite realizar huellas dactilares de ADN.

Resumen de la lección

Los acidófilos , cuyo nombre significa literalmente ‘amante de los ácidos’, son microorganismos que prosperan en ambientes ácidos donde el nivel de pH es menor a 3. También se clasifican como extremófilos , que es un grupo que prospera en ambientes extremos normalmente inhóspitos para otros organismos. Los acidófilos son parte de los dominios Eukaryote, Archaea y Bacteria. Biológicamente, estos microorganismos prosperan debido a diversas adaptaciones celulares (aunque no con su citoplasma , una solución que rodea el núcleo de una célula, como creían originalmente los científicos).

Los ejemplos de lugares donde estos organismos prosperan van desde fuentes naturales como fuentes termales y sitios volcánicos hasta fuentes artificiales como la actividad de drenaje ácido de minas. Estos ambientes ácidos se forman cuando el azufre se oxida (cuando un compuesto se combina químicamente con el oxígeno) para producir ácido sulfúrico. Como un ácido fuerte que se sabe que se disocia completamente (rompe) en solución, la concentración de iones de hidrógeno en solución influye directamente en el nivel de pH del ambiente ácido.

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