Los expertos sostienen que la vida fue posible en la Tierra cuando el ambiente se hizo propicio para ello, con una temperatura y una atmósfera adecuadas. Allí comenzaron a proliferar los organismos primitivos, como líquenes o algas, para que después aparecieran las bacterias, cuando ya la Tierra se había enfriado y satisfacía las necesidades de ellas. Hasta hace muy poco tiempo sólo habíamos aceptado que las bacterias se podían desarrollar dentro de un marco ambiental muy estrecho. Solo en condiciones muy limitadas podían crecer las bacterias. Pero para sorpresa, en los últimos años se han encontrado bacterias que crecen en el agua casi a la temperatura de congelamiento, u otras que crecen a la temperatura de la ebullición, o aún más altas. Otras pueden crecer en el vinagre, en la salmuera, en el amonio, o incluso en solventes orgánicos. Todas condiciones en que ningún animal o vegetal podría vivir (Scientific American, Abril 1997, pág. 71).

A estas bacterias que crecen en condiciones tan extremas se las ha denominado "extremófilos". Lo que es más sorprendente, es que crecen y lo hacen mejor en estos ambientes que nos parecen tan hostiles, comparado con el llamado "ambiente natural". Más aún, necesitan esta hostilidad para poder reproducirse.

Esto replantea las posibilidades que la vida también haya existido en otros lugares del Universo, donde antes pensábamos que no era posible. Es por eso que ahora se piensa que la vida, al menos en su forma primitiva, pudiera haber existido en Marte, o como ahora también se piensa, en Europa, un pequeño satélite de Júpiter, o en otros lugares del universo.


La novedad

Con los primeros hallazgos de bacterias en medios que se consideraban estériles, se ha despertado el interés por buscarlas en las más variadas circunstancias. Pero la búsqueda también se ha intensificado porque la industria se interesó en ellas, ya que se han dado cuenta que pueden ser útiles en una enormidad de circunstancias. Su interés no está tanto en las bacterias propiamente tales, sino que en sus enzimas (extremozimas), que sin dañarse, permiten todas las reacciones bioquímicas que son necesarias para mantener la vida y reproducirse, pero en condiciones muy extremas, en que una enzima normal se destruiría. Ellas pueden trabajar por ejemplo a 100 grados Celcius o a un pH de 10 (Science vol. 276, Mayo 2, 1997, p. 703).

Un ejemplo de aplicación, es la "polimerasa", que fue aislada de bacterias convencionales ya en el año 1965. Esta enzima es la que permite multiplicar el DNA por medio de una técnica llamada de reacción en cadena. Para la automatización de este proceso era necesario disponer de una polimerasa que fuera capaz de resistir temperaturas elevadas sin destruirse. Ella fue la primera extremozima que se aisló de un extremófilo y que se aplicó industrialmente. El extrermófilo se aisló en las surgencias calientes del Parque Yellowstone, donde vive y se desarrolla a altas temperaturas. Esta enzima permitió multiplicar el DNA por medio de un proceso automático y continuo, hasta el infinito. De este modo, a partir de muestras biológicas muy pequeñas, se puede obtener suficiente DNA para hacer cualquier examen que lo requiera. Así por ejemplo, a través de manchas de semen, sangre o muestras de pelo, se puede ahora identificar a criminales que hayan dejado estas huellas acusatorias en el lugar del crimen. También se usa esta metódica para multiplicar el DNA obtenido de cualquier célula, lo que permite disponer de suficiente cantidad para hacer el diagnóstico de enfermedades genéticas o para individualizar diferentes cepas de gérmenes patógenos infecciosos. Diferentes compañías están todavía peleando por su patente, pero mientras esto se resuelve, ya las ventas de esta extremozirna, sobrepasan los 80 millones de dólares.

La industria de detergentes está detrás de otra extremozima; la celulasa 103, que es capaz de destruir la celulosa que está contenida en las pelusas de los tejidos de algodón, sin que dañe a las fibras, como en la actualidad lo hacen otros aditivos. De este modo el tejido de algodón se puede lavar infinidad de veces sin que se dañe. Como el extremófilo que proveyó esta enzima se obtuvo de lagos alcalinos, está en condiciones de trabajar dentro de un amplio rango de condiciones de pH, ya sea en frío o caliente, en el agua jabonosa. Genecor, la industria que la descubrió, afirma que hay un mercado potencial de más de 600 millones de dólares, para este tipo de detergentes que contenga esta extremozima.

Jody Deming y Barbara Krieger-Brockett de la Universidad de Washington, han estado buscando organismos que se adapten a condiciones de frío o psicrófilos (del griego, amantes del frío), tratando de lograr enzimas que remuevan la grasa incluso en agua fría. Para eso han estado perforando los hielos del Artico en su búsqueda.

Pero la búsqueda se ha extendido también a las más variadas y hostiles condiciones. Se han encontrado algunos que habitan en grandes profundidades en la Tierra (11.000 metros de profundidad). Allí han encontrado psicrófilos, que pueden tener variados usos, aún no bien definidos.

Más interesantes aún son otras extrañas bacterias que crecen en tolueno, cicloexano y kerosene. Ellas se han aislado en barros profundos, y podrían ser muy útiles para degradar el petróleo crudo e hidrocarbones poliaromáticos. Con sus enzimas se podrían procesar sustancias que no son solubles en agua.


Tugar, tugar, salir a buscar

La verdad es que se ha despertado una verdadera fiebre por buscar estas extrañas bacterias en los más diferentes y hostiles medios que se puedan imaginar. En Europa se ha formado un consorcio de 39 equipos (programa BIOTECH de la Unión Europea) que por tres años y con un presupuesto de 8 millones de dólares, están buscando estos microorganismos en ambientes de altas concentraciones salinas, de bajo y alto pH, de altas y bajas temperaturas, a grandes profundidades de la Tierra y en otros ambientes exóticos. Tanto es el entusiasmo, que inc1uso ha aparecido una revista especializada en el tema: "Extremofhiles", cuyo primer número apareció en Febrero de 1997.

Las más estudiadas hasta ahora son las llamadas termófilas (aman el calor). Ellas crecen y se desarrollan a temperaturas mayores de 4 grados Celsius (113 grados Farenhait). Otras, llamadas Hipertermófilas, prefieren temperaturas de 80 grados Celsius (176 grados Farenheit). Algunas incluso prefieren ambientes de más de 100 grados Celsius, el punto de ebullición del agua a nivel del mar.

Para comparar, las bacterias convencionales crecen y se desarrollan en un rango que va de 25 a 40 grados Celsius. Es decir, estas bacterias viven a una temperatura que ningún microorganismo o planta puede tolerar. Los organismos multicelulares, animales o vegetales, no resisten una temperatura de más de 50 grados Celsius.

La mayor parte de estas bacterias termófilas se han encontrado en las surgencias calientes en las profundidades marinas. Incluso en las surgencias extremadamente calientes y ácidas y en condiciones de agua hirviendo. Estas surgencias hidrotermales del fondo marino son verdaderas chimeneas que eructan líquidos ricos en minerales supercalientes. Ya se han descubierto más de 50 gérmenes distintos que viven en estas condiciones. El más resistente al calor que hasta ahora se conoce es el Pyrolobus fumarii, que vive en las paredes de estas chimeneas marinas. Se reproduce en un ambiente cuya temperatura es de 105 grados Celsius y se multiplica a 113 grados Celsius. Lo más notable es que deja de crecer a temperaturas inferiores a 90 grados Celsius (es demasiado frío y se puede resfriar). Cómo se las arreglan las moléculas a estas enormes temperaturas, es algo que no se sabe y que es motivo de profundos estudios.

Así, como a algunas les gusta el calor, a otras parece gustarles el frío. Son las psicrófilas (amantes del frío). Están en el Artico y Antártica y están permanentemente congeladas, para descongelarse solo por unas pocas semanas en el verano. Aquí hay también una variedad de organismos unicelulares, especialmente algas y diatomeas. Una de las bacterias psicrófilas descubiertas es la Palaromonas vacuolatta, cuya temperatura óptima para su crecimiento es de 4 grados Celsius. Sobre 12 grados deja de crecer. Sus enzimas se están usando en la elaboración de alimentos, cuando es necesario impedir que maduren, o cuando se desea obtener fragancias que a temperaturas más altas se evaporarían.

A otras les gusta vivir en un medio altamente ácido o básico. Las bacterias que crecen normalmente en la superficie de la Tierra, lo hacen en un medio esencialmente neutro. Las acidófilas en cambio, crecen a pH más bajo de 5, y las alcalífilas, a pH sobre 9. Estas acidófilas se han encontrado en las surgencias hidrotermales que contienen gases sulfurosos. También en los restos dejados en las minas de carbón. Es interesante que estas bacterias ácidas no toleran la acidez dentro de sus células, ya que se destruiría su DNA. Sobreviven porque son capaces de mantener el medio ácido fuera de ellas. Pero en alguna forma las proteínas de su membrana son capaces de resistir la acidez. Algunas son capaces de mantenerse en un medio cuyo pH es menor de 1, es decir, más ácido que el vinagre o que los ácidos gástricos. Sus enzimas se usan en la preparación de alimentos para animales, donde aprecen incrementar la digestibilidad.

Las alcalifilas viven en los suelos, con carbonatos, y también en los lagos alcalinos que se encuentran en Egipto y también en Estados Unidos. Allí el pH es de 8, o más alto. También estas tienen que mantener lo alcalino fuera de ellas, ya que de otro modo se alteraría su RNA.

Otro grupo de estas curiosas bacterias, son las halófilas, que viven en medios estraordinariamente salinos. Ellas pueden encontrarse en salinas producidas por el hombre, en base a evaporar el agua de mar, o en lagos naturalmente salados. En este último caso, la mayoría de las veces el medio es alcalino debido al alto contenido de carbonatos u otras sales que pueden liberar iones alcalinos.

Es interesante que estas bacterias se pueden adaptar a diferentes condiciones de salinidad, ya sea perdiendo o ganando agua en su citiplasma. Estas bacterias se stán utilizando para incrementar la extracción de petróleo en los pozos petrolíferos.


Ahora hay que encontrarles uso

En esta búsqueda esenfrenada, 61 laboratorios ya se han embarcado en la siguiente fase: "explotar estos microbios para las mas diferentes industrias", con el objeto de modificar diversos procesos enzimáticos ya en uso, con estas nuevas enzimas que son capaces de actuar en condiciones mas favorables para la producción industrial, o mas aceptables para la preservación del medio ambiente.

Una de estas posibilidades, es usar estas enzimas para la destrucción de deshechos tóxicos. Así por ejemplo, varios equipos están tratando de reemplazar el cloro por extremozimas, en la industria del papel. Están buscando ligninasa y hemicélulas que puedan romper las librs de las pulgas.

Otros mas avanzados, ya han comenzado a modificar las enzimas que poseen estas extrañas bacterias, para así adaptarlas a diferentes usos. Como primera etapa, se ha comenzado a secuenciar el genoma de ellos, al mismo tiempo que se ha iniciado en algunos, la individualización de sus genes. Algunos fragmentos de DNA,ya han sido introducidos a la bacteria Escherichia Coli, y esta a su vez ha fabricado diversas proteínas y enzimas que se están ensayando en las mas variadas reacciones biológicas. De este modo, en estos extremófilos, ya se han individualizado 175 nuevas enzimas, lo que permite ya disponer de un menú muy amplio para ensayarlas en las mas diversas reacciones biológicas.

En resúmen el descubrimiento de estos extremófilos, ha abieerto nuevas y grandes oportunidades para el uso de nuevas enzimas catalíticas, que reemplacen las existentes en condiciones industriales mas favorables, o que desarrollen acaiones hasta ahora no conocidas. Su uso industrial ya ha comenzado, pero sin duda que se incrementará cuando sea posible bajar los costos de producción de estas enzimas. Por ahora muchas empresas miran esto con desconfianza, porque en sus procesos les va bien y con ellos ganan dunero. Pero como siempre, si se quiere que las cosas resulten mejor, van a tener que cambiar.