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Un organismo anaerobio es aquel que no requiere oxígeno para vivir. Algunos, los llamados anaerobios estrictos, incluso pueden morir en presencia de oxígeno. Los anaerobios son muy comunes entre las bacterias, que son procariotas, y también entre los protistas y los hongos, ambos eucariotas.

Las plantas se caracterizan por realizar la fotosíntesis oxigénica, y por tanto necesitan obligatoriamente oxígeno para vivir. Entre los animales, se conocen muchos que pueden soportar condiciones de anoxia por largos períodos de tiempo, pero hasta el año 2010 no se conocía ningún animal capaz de realizar todo su ciclo vital sin oxígeno.

Ese año, un grupo de investigadores dirigidos por Roberto Danovaro, reportaron la existencia de metazoos (Reino Animalia) que viven a más de 3000 metros de profundidad, en los sedimentos del fondo de la Cuenca del L’Atalante, en el Mar Mediterráneo, y que realizan todo su ciclo vital sin la presencia de luz ni oxígeno.

Estos animales fueron clasificados en los géneros Spinoloricus, Rugiloricus y Pliciloricus, los tres dentro del filo Loricifera, un filo de animales marinos descubiertos en 1983 por Reinhardt Kristensen.

Spinoloricus al microscopio óptico
Spinoloricus al microscopio óptico

Las cuencas profundas hipersalinas

La Cuenca del L’Atalante es una de las cuencas profundas, anóxicas e hipersalinas que se conocen del Mar Meditarráneo. La salinidad del agua en estas cuencas es muy alta, casi en el punto de saturación, con una concentración de sal unas ocho veces superior a la media del agua marina.

Mapa de la cuenc L'Atalante
Localización aproximada de la Cuenca L’Atalante en el Mar Mediterráneo

La densidad del agua en las cuencas hipersalinas es superior a 1.2 g/cm3, lo que impide que el agua de estas zonas se mezcle con aguas superiores que contienen oxígeno disuelto. En consecuencia, se crea un ambiente completamente anóxico. En estas condiciones extremas viven bacterias y arqueas quimioautótrofas reductoras de azufre que hacen elevarse también la concentración de sulfuro por encima de 2.9 mM, tóxico para los animales.

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Cómo sobrevivir sin oxígeno

Los animales descubiertos en la Cuenca de L’Atalante son los primeros animales anaerobios que se conocen. Para sobrevivir sin oxígeno han tenido que adaptarse, y lo han hecho de una forma única.

Hasta el momento se habían observado mitocondrias que no eran estrictamente dependientes del oxígeno como aceptor de electrones terminal en la cadena respiratoria, sino que podían utilizar otro aceptor terminal, generalmente fumarato. En animales, se habían estudiado mitocondrias con capacidad anaeróbica facultativa en algunas especies, por ejemplo en moluscos del género Mytilus o en el platelminto Fasciola.

Pero esta capacidad anaerobia mitocondrial está limitada en el algún punto, haciendo imposible que el animal pueda completar todo su ciclo vital en condiciones anóxicas.

Los animales anaerobios de la Cuenta de L’Atalante no tienen mitocondrias. En su lugar, cuentan con orgánulos nunca antes observados que se parecen más a hidrogenosomas, unos orgánulos que producen ATP sin utilizar oxígeno como aceptor de electrones y que, en lugar de agua entre los productos finales del metabolismo energético, producen hidrógeno molecular (H2).

Producción de ATP en un hidrogenosoma
Posible ruta de producción de ATP en un hidrogenosoma

Los hidrogenosomas se han observado en algunos protozoos, como el parásito humano Trichomonas, y en algunos hongos, y se cree que son orgánulos evolucionados desde la mitocondria. Los orgánulos energéticos de los animales anaerobios, aún siendo diferentes a los hidrogenosomas, son más parecidos a estos que a una mitocondria aeróbica y podrían haber evolucionado también desde esta.

Además de no utilizar oxígeno, estos orgánulos no tienen citocromo c oxidasa, enzima que reduce el O2 hasta agua en la mitocrondria y cuya desactivación es la causa de toxicidad de los sulfuros. Como la producción de ATP en estos animales no depende de la citocromo c oxidasa, pueden sobrevivir también a la alta concentración de sulfuros que hay en las cuencas hipersalinas profundas.

Referencias

  1. Danovaro R. et al. (2010). The first metazoa living in permanently anoxic conditions. BMC Biology 8: 30. doi: 10.1186/1741-7007-8-30
  2. Kristensen, R.M. (1983). Loricifera a new Phylum with Aschelmintes characterfrom the meiobenthos. Zeitchrifi für Zoologische Systematik und Evolutionsforschung 21: 163-180
  3. Yuri (2014). La anomalía de L’Atalante. La pizarra de Yuri.

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