8 Viviendo con microorganismos
- Henrique Lins de Barros es físico, investigador titular del “Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas” (CBPF), profesor acreditado del “Instituto Carlos Chagas” y del “Centro de História das Ciências e das Técnicas e Epistemologia” (HCTE), ambos de la “Universidade Federal do Rio do Janeiro” (UFRJ). Graduado y posgraduado en física atómica en la “Pontificia Universidad Católica do Rio de Janeiro” (PUC-Rio) y doctor en la CBPF. Fue director del “Museu de Astronomia e Ciências Afins” (Mast) y publicó artículos en revistas y libros de circulación nacional e internacional en las áreas de biofísica e historia de la técnica. Recibió las condecoraciones de la Orden Nacional del Mérito Científico (2001) y de la Orden del Mérito Aeronáutico (2004), entre otros premios.
Somos más de 7 millardos de seres humanos viviendo en la superficie de la Tierra, nuestro único hábitat. A pesar de las diferencias de género, creencias, cultura y hábitos, somos todos iguales y, al mismo tiempo, cada uno de nosotros es único. Somos capaces de adaptarnos a los cambios, de sentir los estímulos del medio en que vivimos, y a pesar de decir que tenemos apenas cinco sentidos (visión, audición, olfato, tacto y gusto), en realidad tenemos muchos más. Puede ser que no los percibamos conscientemente, pero de alguna forma sentimos los matices. Decimos que nuestros ojos son sensibles a una gama de colores que va del rojo profundo al violeta, “los siete colores” del arcoíris, pero nuestro cuerpo siente radiaciones infrarrojas y ultravioletas. Nuestro sistema auditivo, así como el olfato, el tacto o el gusto, es extremadamente sensible y nos da informaciones sobre el ambiente a nuestro alrededor. Estamos en permanente interacción con el mundo, intercambiando materia, energía e información.
Cada ser vivo que habita la Tierra está conectado con el mundo que lo cerca. No existe vida sin relación con todo el resto. El cuerpo humano no está aislado del ambiente en que vive y necesita del mismo para mantener su individualidad. Como todos los seres, los humanos están alterando el mundo, y para continuar vivos, precisan adaptar su cuerpo y mantener su integridad en un medio en constante transformación. Así, el cuerpo humano también vive en permanente desequilibrio interno, o mejor, en un equilibrio dinámico.
Tenemos algunos billones de células desarrolladas a partir de una única célula inicial, fertilizada cuando un espermatozoide encontró el óvulo materno, transformándolo en cigoto. Todas las células de nuestro cuerpo, que se renuevan constantemente, provienen del cigoto, esa célula primordial.
Cada uno de nosotros es el hábitat de un gran número de organismos microscópicos (microorganismos o microbios), que habitan nuestro cuerpo y son vitales para nosotros. Sin ellos no viviríamos, porque regulan muchos de nuestros procesos fisiológicos. Cada uno de esos microorganismos mide cerca de un milésimo de milímetro de diámetro un volumen cerca de mil veces menor que el de una de nuestras células, pero la cantidad de ellos en un ser humano es tan grande que pesa alrededor de dos kilos.
Diminutos organismos producen proteínas indispensables para nuestra sobrevivencia (...). Diariamente eliminamos millardos de esos microorganismos y los sustituimos por otros, porque su tasa de crecimiento es espantosamente alta. Esa enorme población de bacterias, arqueas etc. constituye nuestro “microbioma”, nuestro ecosistema interno .
Esos diminutos organismos producen proteínas indispensables para nuestra sobrevivencia, participando de la digestión de varias sustancias y favoreciendo nuestro sistema inmunológico. Son ellos que producen vitaminas del complejo B-12, fibras solubles; limpian nuestra piel, nuestros ojos, y están presentes en varios otros procesos vitales. Todos los días eliminamos millardos de esos microorganismos y los sustituimos por otros, porque su tasa de crecimiento es espantosamente alta. Esa enorme población de bacterias, arqueas etc. constituye nuestro “microbioma”, nuestro ecosistema interno. Son millares de especies diferentes que conviven con nosotros distribuidas en diferentes partes de nuestro cuerpo, como la boca, la nariz, los oídos, la garganta.
Esos microorganismos tuvieron un importante papel en la historia de la evolución. La vida en la Tierra surgió algunos millones de años después del enfriamiento del planeta, hace 3,4 millardos de años, a partir de la combinación de los elementos químicos existentes. No hay un elemento específico de la vida, pero hay una organización en un ambiente propicio de estructuras moleculares complejas. Los primeros organismos eran microscópicos, con una única célula: precursores de las bacterias, eran capaces de metabolizar elementos inorgánicos, transformándolos en moléculas complejas. Cerca de 1,5 millardo de años surgieron los primeros organismos multicelulares. Así, la evolución de la vida ocurrió a través de varios saltos de complejidad creciente.
Esa historia está marcada por diversos períodos de grandes extinciones que amenazaron la vida en nuestro planeta. [1]. La más conocida, pero no la mayor, ocurrió cerca de 65 millones de años atrás, poniendo fin al reinado de los dinosauros, posiblemente debido al impacto de un meteorito en la península de Yucatán, en México. Otras extinciones ocurrieron en diversas ocasiones, pero las causas no son totalmente conocidas. Se estima que los cambios en el ambiente se deban a actividades volcánicas, terremotos, aumento o reducción de la temperatura, reducción del oxígeno en los océanos, la deriva continental que alteró por completo la superficie planetaria y creó un nuevo medio, no adecuado para algunas especies, que no consiguieron adaptarse. Varias hipótesis han sido formuladas y una de ellas trata del cambio del campo magnético terrestre.
La Tierra posee un campo magnético que la protege de las partículas eléctricamente cargadas, provenientes del Sol, que inciden sobre el planeta: el viento solar. Ese campo sirve de blindaje y sin él la Tierra sufriría los efectos de esa radiación de forma intensa, y la vida en su superficie no sería posible.
El descubrimiento de bacterias que producen cristales magnéticos diminutos y se orientan en dirección al campo magnético terrestre es un ejemplo de interacción entre los seres vivos y las condiciones ambientales. Los trabajos en esa área mostraron que existen organismos multicelulares procariontes, o sea, bacterias multicelulares, lo que corrobora la idea de que la evolución se da en forma saltos en la dirección de un aumento de la complejidad de la organización biológica, esencial para el mantenimiento de las condiciones adaptativas.
Estamos inmersos en un mundo de variados estímulos, y nuestro bioma se adapta al medio para mantener nuestra salud. De esa forma, sentimos las variaciones de diferentes factores que interactúan con nosotros y el campo magnético de la Tierra pude estar dándonos informaciones importantes para nuestro equilibrio dinámico.
Estudios realizados con grandes telescopios, sondas espaciales y un instrumental sofisticado han mostrado la existencia de una centena de planetas que orbitan estrellas diferentes del Sol, muchos con características semejantes a las de la Tierra. Esas observaciones nos llevan a formular la hipótesis de que sea posible encontrar vida en otros mundos. Estructuras organizadas, capaces de duplicarse, de metabolizar, de mantener su forma, a pesar de las incertidumbres del medio, quizá tengan un aspecto muy diferente de las que conocemos, y puedan ser consideradas vivas: pero otro tipo de vida.
Siempre que profundizamos en una determinada área del conocimiento, se abre un nuevo campo de mayor complejidad, en una secuencia que parece no tener fin. El propio origen de la vida en la Tierra es una cuestión abierta. Para algunos investigadores, dadas las condiciones propicias la vida brota en poco tiempo. Para otros, la vida es muy compleja y no surge por acaso de una combinación y organización de los elementos disponibles y, en ese sentido, la vida no se produce fácilmente. [2]
Una de las cuestiones fundamentales es que no sabemos cómo caracterizar un organismo vivo. Él está inmerso en el entorno y lucha para mantener su individualidad.
Después de una prolongada historia, muchas especies desaparecieron, dando lugar a otras, porque el ambiente ya no era adecuado para su existencia. Pero, la vida continúa. Es la gran diversidad de formas vivas que garantiza su continuidad.
No sabemos, por lo tanto, definir qué es vida. Para algunos estudiosos, sería un sistema capaz de renovarse, de regular la propia composición y conservar sus límites.[3]. O sea, el ser vivo sería un sistema que mantiene la individualidad durante su existencia, a pesar de los cambios en el ambiente. Así, después de una prolongada historia, muchas especies desaparecieron, dando lugar a otras, porque el ambiente ya no era adecuado a su existencia. Pero, la vida continúa. Es la gran diversidad de formas vivas que garantiza su continuidad.
Nosotros que nos autodenominamos Homo Sapiens Sapiens, aparecimos en el escenario de la Tierra hace menos de 100 mil años, lo que es muy poco comparado con el tiempo de existencia de muchas otras especies animales que habitaron el planeta por algunas decenas de millones de años. En los últimos siglos, desde la segunda Revolución Industrial, los cambios en el medio ambiente causados por el uso indiscriminado de tecnologías han producido alteraciones en la composición del aire, de las aguas, en el régimen de temperatura, en la incidencia de la radiación solar que llega a la superficie del planeta, lo que puede dar lugar a un ambiente inadecuado para nosotros y poner en riesgo nuestra sobrevivencia. Quizá estemos condenados a ser una de las especies que tuvieron poco tiempo de existencia.
Si podemos afirmar que somos individuos, dotados de un cuerpo único, es preciso recordar que somos un compuesto de muchos organismos invisibles a nuestros ojos, los cuales nos sostienen. El microbioma que cada uno de nosotros es, también se adapta a las condiciones exteriores y está en permanente transformación, en un proceso dinámico, mudable y elástico, pero que tiene sus límites. Si el mundo que nos cerca sufre alteraciones mayores, podremos dejar de ser viables. Es así la vida en la Tierra: nos cuenta una historia, pero no sabemos cuál será su fin.
[1] Henrique Lins de Barros, Biodiversidade em questão, Rio de Janeiro: Claro Enigma/Fiocruz, 2011.[2] Cf. Charbel Niño El-Hani e António Augusto Passos Videira (orgs.), O que é vida? Rio de Janeiro, Relume Dumará, 2000. [3] Cf. Lynn Margulis e Dorion Sagan, O que é vida?, Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2002.