Thiomargarita namibiensis

Mapa de Namibia coa distribución de Thiomargarita namibiensis ao longo das súas costas (liña de puntos).

Thiomargarita namibiensis, capta nitrato e osíxeno da auga dos fondos oceánicos en caso de que sexa resuspendida, pero capta sulfuro nos sedimentos.

Thiomargarita namibiensis é unha especie de proteobacteria cocoide gramnegativa, que vive nos sedimentos oceánicos da plataforma continental de Namibia. É unha das bacterias máis grandes coñecidas, xa que mide entre 0,1 e 0,3 mm (de 100 a 300 µm) de diámetro (o normal nas bacterias serían uns poucos microns), pero algúns exemplares chegan aos 0,75 mm (750 µm). As células de Thiomargarita namibiensis son grandes dabondo como para poder verse a simple vista. A especie tivo o récord da especie bacteriana máis masiva, pero Epulopiscium fishelsoni, que fora previamente descuberta no tubo dixestivo dos peixes cirurxián, é un pouco máis grande en lonxitude, aínda que non en diámetro, e ata finais dos 90 era considerada a bacteria máis grande con 0,5 mm de longo. A especie do mesmo xénero recentemente descuberta no Caribe Thiomargarita magnifica é aínda máis grande, de 10 mm ou máis de lonxitude e máis masiva.

A célula ten un enorme vacúolo, abundantes gránulos de xofre e outros gránulos moito máis pequenos, que parecen ser de polifosfato ou glicóxeno. A distribución do ADN no citoplasma é irregular e complexa, xa que se agrupa en determinadas áreas en lugar de estenderse uniformemente.

Thiomargarita significa "perla do xofre". Isto refírese ao aspecto da célula, a cal contén gránulos microscópicos de xofre que dispersan a luz incidente, dándolle á célula un brillo perlífero. Como moitas bacterias cocoides como Streptococcus, a súa división celular tende a producirse ao longo dun só eixe, o que fai que as súas células formen cadeas, que semellan un colar de perlas. O nome de especie namibiensis, significa "de Namibia", país africano en cuxas costas foi atopada.

Distribución

A especie foi descuberta por Heide N. Schulz e outros en 1997 e descrita en 1999 , nos sedimentos do fondo oceánico da baía de Walvis (Namibia). En 2005, descubriuse unha cepa moi relacionada no golfo de México. Entre outras diferenzas con respecto á cepa namibia, a cepa mexicana parece que non se divide ao longo dun único eixe e en consecuencia non forma cadeas. Nas Antillas atopouse posterioremnte a especie Thiomargarita magnifica, de varios milímetros de lonxitude.

Metabolismo

A bacteria é quimiolitótrofa, e pode utilizar o nitrato como aceptor final de electróns da súa cadea de transporte de electróns nos ambientes pobres en osíxeno nos que vive. O organismo oxida o sulfuro de hidróxeno (H₂S) a xofre elemental (S). O xofre deposítase en forma de gránulos no seu citoplasma e é moi refráctil e opalescente, o que fai que o organismo pareza unha perla. En condicións anóxicas o sulfuro utilízase como doante de electróns e o nitrato como aceptor. O produto final nitroxenado non se coñece con seguridade, xa que non se puido realizar un cultivo puro da especie para estudalo. A posible reacción pode ser:

$\mathrm {HNO_{3}+4\ H_{2}S\longrightarrow NH_{4}OH+4\ S+2\ H_{2}O}$

O sulfuro que utiliza está dispoñible nos sedimentos que a rodean, xa que o producen outras bacterias a partir de microalgas mortas que se afunden ao fondo do mar, o nitrato, polo contrario, procede das capas de auga de mar que están enriba. Como esta bacteria vive inmóbil nos sedimentos, e a concentración de nitratos dispoñibles flutúa considerablemente co tempo, a bacteria almacena o nitrato en grandes concentracións (de ata 800 milimolar) en grandes vacúolos, que semellan globos inchados e que son responsables de ata o 80% do tamaño da célula. Cando as concentracións de nitrato na súa contorna son baixas, a bacteria utiliza o contido do seu vacúolo para a respiración anaerobia. Así, a presenza deste vacúolo central nas súas células permítelle unha supervivencia prolongada nos sedimentos sulfurados. A non mobilidade de Thiomargarita está compensada polo seu gran tamaño celular.

Recentes investigacións tamén indicaron que a bacteria pode ser un organismo anaerobio facultativo en lugar de anaerobio obrigado, e así podería respirar utilizando osíxeno en certas condicións.

Filoxenia

O estudo do xenoma de Thiomargarita namibiensis situouna na árbore filoxenética próxima ás bacterias dos xéneros Thioploca e Beggiatoa, que viven en ambientes con condicións similares aos de Thiomargarita.

N.N.	N.N.     Thioploca ingrica, L40998    N.N.      AY496953 (White Point vacuolate attached filament)    N.N.     Beggiatoa (I)    N.N.     bacteria similar a Thiomargarita do golfo de México, AY632420      Thiomargarita namibiensis, AF129012              Beggiatoa (II)

Importancia

O xigantismo é xeralmente unha desvantaxe para as bacterias. A bacteria obtén os seus nutrientes por medio de procesos de difusión simple a través da membrana plasmática, xa que carece dos mecanismos sofisticados de captación de nutrientes que se encontran nos eucariotas. Que unha bacteria sexa de gran tamaño implica que haxa unha relación baixa entre a superficie da membrana plasmática e o volume celular. Isto limita o grao de captación de nutrientes a un nivel limiar. As bacterias grandes poderían morrer por falta de alimentos facilmente a non ser que teñan un mecanismo diferente para asegurarse o fornecemento de nutrientes. T. namibiensis supera este problema ao ter grandes vacúolos que poden almacenar os nitratos que a manteñen con vida.

A oxidación do velenoso sulfuro dos sedimentos que realiza esta bacteria fai que actúe como detoxificante no seu ecosistema, facéndoo máis axeitado para a vida doutros organismos mariños.

Véxase tamén

Outros artigos

• Thiomargarita magnifica

Ligazóns externas

• Macrofoto de Thiomargarita namibiensis Arquivado 10 de setembro de 2009 en Wayback Machine.
• Heide N. Schulz. Thiomargarita namibiensis: Giant Microbe Holding its Breath.
• Mußmann, Marc; Hu, Fen Z; Richter, Michael; de Beer, Dirk; Preisler, André; Jørgensen, Bo B; Huntemann, Marcel; Glöckner, Frank Oliver; Amann, Rudolf (2007-08-28). Moran, Nancy A, ed. "Insights into the Genome of Large Sulfur Bacteria Revealed by Analysis of Single Filaments". PLoS Biology (en inglés) 5 (9): e230. ISSN 1545-7885. doi:10.1371/journal.pbio.0050230.