Un equipo internacional de microbiólogos de la Universidad de Viena ha realizado un descubrimiento innovador en el campo del metabolismo microbiano. Dirigido por los investigadores Mark Mussmann y Alexander Loy, el equipo identificó un nuevo grupo de microbios llamados bacterias MISO que pueden “respirar” minerales de hierro mediante la oxidación del sulfuro de hidrógeno tóxico. La revelación representa un avance significativo en la comprensión de las interacciones entre los procesos biológicos y las reacciones químicas en el entorno natural.
El sulfuro de hidrógeno, un gas tóxico conocido, puede ser un subproducto de la actividad microbiana en ecosistemas con poco oxígeno, como los sedimentos oceánicos y los humedales. Tradicionalmente, los científicos creían que la interacción de este gas con minerales de hierro sólidos se producía sólo mediante un proceso químico, como resultado de lo cual se formaba azufre elemental y monosulfuro de hierro (FeS). Sin embargo, la investigación del equipo sugiere que el proceso es biológico y que involucra microbios adaptativos que aprovechan esta reacción como fuente de energía para el crecimiento.
La vía metabólica recientemente descrita permite a estos microorganismos reducir el óxido de hierro (III) y oxidar el sulfuro simultáneamente, produciendo así directamente sulfato sin pasar por los pasos intermedios que se encuentran comúnmente en los ciclos del azufre. Este proceso innovador representa un modo de producción de energía microbiana no reconocido previamente, una estrategia metabólica que no solo respalda el crecimiento de estos organismos sino que también desempeña un papel clave en la lucha contra la expansión de las “zonas muertas” sin oxígeno en los sistemas acuáticos.
En sus hallazgos publicados en la revista Nature, los investigadores destacan la importancia de estos microbios en los ciclos biogeoquímicos que regulan elementos esenciales como el carbono, el nitrógeno, el azufre y el hierro. Estos ciclos afectan la dinámica climática global y el equilibrio de los gases de efecto invernadero. Los microbios son actores clave en estas transformaciones, ya que utilizan diversas sustancias para facilitar procesos similares a cómo los humanos metabolizan los alimentos con oxígeno.
El estudio destacó que el azufre y el hierro actúan como componentes clave para las comunidades microbianas que viven en ambientes con bajos niveles de oxígeno. También enfatiza la compleja interacción entre estos elementos, donde el procesamiento microbiano del azufre a menudo afecta las formas del hierro, dando forma al ciclo de los nutrientes y los gases de efecto invernadero.
Los experimentos de laboratorio han demostrado que el proceso MISO ocurre más rápido que las reacciones químicas, lo que sugiere que los microbios son los principales catalizadores que impulsan esta transformación en la naturaleza. El estudio estima que la actividad MISO en los sedimentos marinos representa aproximadamente el 7% de la oxidación global de sulfuros a sulfato, que está influenciada por el flujo continuo de hierro reactivo desde los ríos y el derretimiento de los glaciares hacia los sistemas marinos.
El descubrimiento de la bacteria MISO ilustra las notables capacidades metabólicas de los microbios y confirma su importante papel en los ciclos elementales de la Tierra. A medida que avanza la investigación, estos hallazgos pueden proporcionar información clave sobre la respuesta de los sistemas naturales a los cambios ambientales, incluida la contaminación y el cambio climático.
En general, esta investigación subraya la importancia de comprender los procesos microbianos en la configuración de la salud planetaria y proporciona nuevas perspectivas sobre la gestión de los entornos acuáticos afectados por las actividades humanas.
