Tolerancia del organismo a las condiciones atmosféricas

Diversidad de organismos

Cierra los ojos e imagina tu lugar ideal, un lugar donde puedas disfrutar del clima y el paisaje para siempre. Tal vez te estés imaginando una hermosa playa soleada con olas azules perfectas. Quizás te estás imaginando un jardín escondido, en lo profundo de un bosque de montaña. Sin embargo, si fueras Colwellia polaris , una bacteria que vive en la Antártida, o Beggiatoa spp. , una bacteria que vive en respiraderos de aguas profundas, ¡probablemente te estarías imaginando algo muy diferente!

Los organismos tienen una amplia gama de tolerancias para diferentes condiciones atmosféricas. Sin embargo, todos los que puedes ver necesitan al menos una cosa: ¡oxígeno! Sí, incluso las plantas necesitan oxígeno. Las plantas respiran como los animales y la respiración requiere oxígeno. Lo que hace que las plantas sean diferentes es que producen oxígeno como un subproducto de la fotosíntesis, por lo que contribuyen al suministro de oxígeno de la atmósfera y también lo utilizan. ¡Manera de dejar las cosas mejor de lo que las encontraste!

Sin embargo, hay algunos organismos que no necesitan oxígeno o que incluso mueren en presencia de oxígeno. Estos organismos se denominan anaerobios. Casi todos los anaerobios son organismos unicelulares, ya sean bacterias u otro dominio de vida unicelular llamado arqueas .

Anaerobios

¿Cómo puede algo vivir sin oxígeno? Pensamos que el oxígeno es necesario porque lo necesitamos para convertir la energía almacenada (alimentos) en moléculas de energía que nuestro cuerpo puede usar (ATP). Pero hay muchas formas diferentes en que un organismo podría convertir los alimentos en ATP, y los organismos que viven en ambientes pobres en oxígeno han evolucionado para hacerlo. Cuando comenzó la vida, la atmósfera de la Tierra no tenía mucho oxígeno libre. Solo después de que los organismos comenzaron a fotosintetizar y liberar oxígeno como producto de desecho, el organismo comenzó a desarrollar formas de usarlo. Entonces, ¡la primera vida en la Tierra fue anaeróbica!

¿Por qué el oxígeno sería venenoso para algunos organismos? Bueno, el oxígeno es realmente muy reactivo, eso significa que puede ser bastante destructivo porque causará todo tipo de reacciones que no queremos. Si alguna vez ha visto una publicación sobre salud que habla sobre los peligros de los ‘radicales libres’, generalmente se refieren a átomos de oxígeno no apareados que rebotan y causan reacciones bioquímicas que a veces pueden ser dañinas, ¡pero los radicales libres son una historia completamente diferente!

Bacterias anaeróbicas, Borrelia burgdorferi

Las principales categorías de anaerobios son:

1. Anaerobios facultativos , que usarán oxígeno si está presente, pero si no hay oxígeno, están bien sin él.
2. Anaerobios obligados , que deben vivir en un ambiente libre de oxígeno. Si se introduce oxígeno, morirán.
3. Organismos aerotolerantes , que, si no le importa el antropomorfismo, simplemente no les importa si el oxígeno está presente o no; no pueden usarlo, pero tampoco les hace daño.
4. Los aerobios microaerófilos , que son otra categoría relacionada, necesitan oxígeno, pero solo un poco. Además, requieren bajas concentraciones de oxígeno porque son muy sensibles a los radicales libres derivados del oxígeno.

Hasta hace poco, creíamos que los únicos organismos que no necesitaban oxígeno eran unicelulares y muy simples, ya fueran bacterias o arqueas. Sin embargo, en 2010, científicos italianos encontraron animales anaeróbicos que vivían en el fondo marino del mar Mediterráneo. Los animales miden menos de un milímetro de largo y parecen pequeñas medusas. Pero este descubrimiento plantea todo tipo de preguntas interesantes sobre dónde más se podría encontrar esa vida. Si podemos tener animales multicelulares sin oxígeno, ¿podría haber extraterrestres similares en otros planetas de nuestro propio sistema solar?

Otras condiciones atmosféricas

También hay organismos que se han adaptado a una variedad de otras condiciones. Los xerófilos están bien adaptados a los climas secos. Los barófilos están bien adaptados a entornos de alta presión. Los organismos tóxicos son capaces de soportar altas dosis de sustancias químicas que dañarían a otros organismos, como los desechos nucleares.

Si vives en el Yukón, es posible que te asombre que alguien pueda vivir en Texas en agosto. Si vive en Texas, es posible que le desconcierte por qué alguien conduciría durante una tormenta de nieve en lugar de quedarse en casa. De manera similar, algunos organismos se adaptan mejor a las bajas temperaturas, mientras que otros organismos se adaptan mejor a las altas temperaturas. Por ejemplo, los psicrófilos son organismos amantes del frío y pueden crecer en climas gélidos, mientras que los termófilos son organismos amantes del calor y tienen un patrón de crecimiento óptimo en torno a los 60 grados Celsius. Incluso hay algunas arqueas que son hipertermófilas y pueden tener un crecimiento óptimo de 80 grados Celsius o más.

¿Cómo puede un organismo sobrevivir en condiciones de temperatura tan extremas? Bueno, es posible que haya aprendido en una clase de química que el calor acelera las reacciones químicas. Por ejemplo, las enzimas son proteínas que aceleran las reacciones químicas en su cuerpo. Entonces, una cosa que los organismos en ambientes fríos pueden hacer es producir más enzimas o producir enzimas que sean más eficientes. Esto ayudará a que sus reacciones bioquímicas se desarrollen sin problemas.

Resumen de la lección

Los organismos se han adaptado a una amplia gama de condiciones atmosféricas. Una condición particularmente que vale la pena estudiar es el contenido de oxígeno del sustrato circundante (aire, agua o lo que sea). El oxígeno nos ayuda a respirar, convirtiendo la energía almacenada en energía utilizable. Sin embargo, otras reacciones bioquímicas pueden realizar el mismo truco. El oxígeno también es muy reactivo y puede causar daños. Por tanto, algunos organismos se han adaptado a vivir sin oxígeno. Se llaman anaerobios. La mayoría de los anaerobios son unicelulares, ya sean bacterias o arqueas , pero recientemente se han encontrado algunos animales anaeróbicos.

Las principales categorías de anaerobios incluyen anaerobios obligados , que no pueden tolerar el oxígeno; anaerobios aerotolerantes , que pueden vivir con o sin oxígeno; y anaerobios facultativos , que usarán oxígeno si está presente, pero sobrevivirán sin él. Los aerobios microaerófilos necesitan oxígeno, pero son sensibles a sus propiedades dañinas, por lo que necesitan un entorno con poco oxígeno.

Hay muchas palabras para describir organismos que se han adaptado a ambientes que llamaríamos extremos: los xerófilos prosperan en ambientes secos; los barófilos prosperan en entornos de alta presión; los organismos toxitolerantes prosperan en ambientes con altas concentraciones de sustancias químicas que matarían a la mayoría de los organismos; los psicrófilos prosperan en el frío; y los termófilos e hipertermófilos prosperan en condiciones de calor extremo. Una forma en que los organismos se adaptan a diferentes temperaturas es alterando la concentración o la eficiencia de sus enzimas, de modo que puedan catalizar reacciones bioquímicas a un ritmo “cómodo”.