Termófilos: qué son, características, clasificación, ambientes y ejemplos
¿Qué son los organismos termófilos?
Los termófilos son un subtipo de organismos extremófilos que se caracterizan por tolerar altas temperaturas, entre los 50 °C y 75 °C, bien sea porque en estos ambientes extremos se mantienen estos valores de temperatura, o porque se alcanzan con frecuencia.
Los organismos termófilos generalmente son bacterias o arqueas, sin embargo, existen metazoarios (organismos eucariotas heterótrofos y tisulares), que también se desarrollan en lugares calientes.
Se conocen también organismos marinos que, asociados en simbiosis con bacterias termófilas, pueden adaptarse a estas altas temperaturas y que también han desarrollado mecanismos bioquímicos, como hemoglobina modificada, alto volumen de sangre, entre otros, que les permiten tolerar la toxicidad de los sulfuros y compuestos de azufre.
Se cree que los procariotas termófilos fueron las primeras células simples en la evolución de la vida y que habitaban lugares con actividad volcánica y géiseres en los océanos.
Ejemplos de este tipo de organismos termófilos son los que viven en las cercanías de chimeneas hidrotermales o fumarolas en el fondo de los océanos, como las bacterias metanógenas (productoras de metano) y el anélido Riftia pachyptila.
Características de los organismos termófilos
– Los organismos termófilos poseen tasas de crecimiento altas, pero tiempos de vida cortos.
– Poseen gran cantidad de lípidos o grasas saturadas de cadena larga en su membrana celular. Este tipo de grasas saturadas es capaz de absorber calor y pasar a estado líquido a altas temperaturas (fundir), sin destruirse.
– Sus proteínas estructurales y funcionales son muy estables frente al calor (son termoestables), a través de enlaces covalentes y fuerzas intermoleculares especiales llamadas fuerzas de dispersión de London.
– También poseen enzimas especiales para mantener el funcionamiento metabólico a altas temperaturas.
– Se conoce que estos microorganismos termófilos pueden emplear los sulfuros y compuestos de azufre abundantes en zonas volcánicas, como fuentes de nutrientes para convertirlos en materia orgánica.
Clasificación de los organismos termófilos
Los organismos termófilos se pueden dividir en tres categorías amplias:
- Termófilos moderados (óptimo entre 50-60 °C).
- Termófilos extremos (óptimo cercano a 70 °C).
- Hipertermófilos (óptimo cercano a 80 °C).
Ambientes de organismos termófilos
Ambientes hidrotermales terrestres
Los sitios hidrotermales son sorprendentemente comunes y están ampliamente distribuidos. Se pueden dividir de forma general en aquellos que están asociados con áreas volcánicas y aquellos que no lo están.
Se han identificado organismos que pertenecen a los tres dominios (eucariotas, bacterianos y arqueas) en ambientes hidrotermales terrestres. La diversidad de estos organismos está determinada principalmente por la temperatura.
Ambientes hidrotermales marinos
Con temperaturas que van de 2 °C a más de 400 °C, presiones superiores a varios miles de libras por pulgada cuadrada (psi), y altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno tóxico (pH de 2.8), los respiraderos hidrotermales de aguas profundas son posiblemente los ambientes más extremos de nuestro planeta.
En este ecosistema, los microbios sirven como eslabón inferior de la cadena alimenticia, derivando su energía del calor geotérmico y de los productos químicos que se encuentran en las profundidades del interior de la Tierra.
Entre las especies que se han aislado se encuentran tanto bacterias como arqueas. Por ejemplo, se han aislado arqueas del género Methanococcus, Methanopyus y bacterias termófilas anaeróbicas del género Caminibacter.
Desiertos calientes
Los desiertos calientes cubren entre el 14 y el 20% de la superficie de la Tierra, aproximadamente 19-25 millones de km.
Los desiertos más calientes, como el Sáhara del norte de África y los desiertos del sudoeste de EE. UU., México y Australia, se encuentran a lo largo de los trópicos, tanto en el hemisferio norte como en el sur (entre aproximadamente 10° y 30-40° de latitud).
Los organismos habitantes de los desiertos, los cuales son termófilos, poseen una serie de adaptaciones para hacer frente a las adversidades que se desprenden de la falta de lluvia, las altas temperaturas, los vientos o la salinidad, entre otros.
Las plantas xerófitas han desarrollado estrategias para evitar la transpiración y almacenar la mayor cantidad de agua posible. La suculencia o engrosamiento de tallos y hojas, es una de las estrategias más usadas.
Por otro lado, los animales que viven en estos hábitats extremos desarrollan todo tipo de adaptaciones, desde las fisiológicas hasta las etológicas. Por ejemplo, las llamadas ratas canguro presentan micciones de bajo volumen y en número reducido, siendo estos animales muy eficientes en su ambiente escaso de agua.
Ejemplos de especies termófilas
– Thermus thermophilus (bacteria)
– Melica minuta L. (planta)
– Globularia alypum (planta)
– Chloroflexus aurantiacus (bacteria)
– Pyrodictium abyssi (arquea)
Referencias
- Baker-Austin, C. and Dopson, M. (2007). Life in acid: pH homeostasis in acidophiles. Trends in Microbiology.
- Berry, J.A. and Bjorkman, 0. (1980). Photosynthetic response and adaptation to temperature in higher plants. Annual Review of Plant Physiology.
- Brock, T.D. (1978). Thermophilic Microorganisms and Life at High Temperatures. Springer-Verlag.