Descubren bacterias capaces de sobrevivir muchos años en 'agua pesada', un medio muy tóxico

El trabajo, que ha sido publicado en la revista Microbial Genomics, describe el hallazgo de millones de bacterias por mililitro en agua pesada almacenada en garrafas de plástico. Llevaban cerradas herméticamente durante más de 30 años en el Departamento de Física de Materiales de la Facultad de Ciencias de la Universidad Auntónoma de Madrid. Estas bacterias han evolucionado en un entorno sin nutrientes que contiene enlaces químicos más estables que resultan tóxicos para la mayoría de organismos.

Tipos de aguas

El agua normal está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. En el agua pesada, el deuterio sustituye al hidrógeno. Se forman así enlaces más estables y se alteran las reacciones químicas dentro de las célula. Se ralentizan las reacciones esenciales del metabolismo, se interfiere con la producción de energía e incluso desestabiliza el ADN y las proteínas. Cuando una gran parte del agua corporal de un organismo se sustituye por agua pesada, muchas funciones celulares fallan. Por eso, encontrar bacterias no solo vivas, sino activas, en este medio es un descubrimiento sin precedentes.

"El deuterio es un isótopo del hidrógeno extremadamente raro en el universo. En la Tierra, solo 1 de cada 5.700 átomos de hidrógeno lo son. No conocemos ambientes naturales con una concentración tan alta como la de las muestras de nuestro estudio, lo que las convierte en una oportunidad única para estudiar otro tipo de adaptaciones. Comprobar la complejidad metabólica de estas comunidades bacterianas fue asombroso", nos explica Juan Rivas, autor del estudio e investigador del CNB.

Un ambiente tóxico convertido en hábitat microbiano

Mediante varios análisis y secuenciaciones del ADN, se han identificado comunidades bacterianas pertenecientes mayoritariamente a las familias Pseudomonadota y Bacteroidota. Estas familias incluyen bacterias muy versátiles y resistentes. Son capaces de adaptarse a condiciones difíciles. Algunas de ellas pueden sobrevivir en ambientes extremos, como suelos contaminados o zonas con muy pocos nutrientes. Esto explicaría su supervivencia en un entorno tan hostil como el agua pesada pura.

Las bacterias encontradas en el agua pesada presentan características genéticas singulares: genes más cortos y proteínas con una composición optimizada para minimizar el gasto energético. Todo, en un entorno sin fuentes de carbono accesibles, salvo las posibles provenientes de la degradación del plástico de las propias garrafas.

"Encontrar genes relacionados con la degradación del polietileno sugiere que estas bacterias podrían estar usando el propio contenedor como fuente de carbono. Esto abre vías fascinantes para la biotecnología, especialmente en lo que respecta al reciclaje de plásticos resistentes", nos destaca Francisco Sobrino, jefe de laboratorio en el CBM.

Biotecnología y sostenibilidad

"Este trabajo no solo amplía nuestro conocimiento sobre la adaptabilidad bacteriana, sino que tiene implicaciones directas en la búsqueda de vida en entornos extremos, tanto en la Tierra como fuera de ella. La deuterosfera que describimos es un modelo único para explorar los límites de la vida", nos explica Ricardo Amils, microbiólogo del CBM y codirector del estudio. Se ha demostrado que los microorganismos pueden adaptarse a condiciones consideradas hasta ahora incompatibles con la vida, lo que refuerza la idea de que la vida podría existir en otros lugares del sistema solar.

No se ha detectado agua pesada en grandes cantidades en ningún planeta o luna del sistema solar. Las mediciones realizadas por sondas espaciales muestran que algunos cometas, Venus o las lunas Europa y Encélado, presentan proporciones de deuterio más altas que las de la Tierra. Esto sugiere que podrían existir microambientes con condiciones químicas similares a las del experimento, lo que refuerza la utilidad del modelo de "deuterosfera" para explorar cómo podría adaptarse la vida en otros mundos. Un descubrimiento que redefine los límites conocidos de la vida microbiana.

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