Apañarse con lo que uno tiene

Las crisis de recursos no sólo afectan a los seres humanos. En la Naturaleza también suceden eventos similares y cada ser vivo intenta capear el temporal como buenamente puede.

Un reciente artículo de la revista Nature dedicado al estudio del fitoplancton nos describe la estrategia que utilizan estos microorganismos cuando la disponibilidad de fósforo es limitada. El fósforo es un bioelemento esencial para la vida. En la célula se puede encontrar, además de en el ATP, en los ácidos nucleicos y en los fosfolípidos de las membranas. Muchos microorganismos suelen almacenarlo en forma de gránulos de polifosfato. Generalmente, cuando no hay fósforo el crecimiento se detiene y los microorganismos suelen permanecer latentes hasta que por alguna circunstancia vuelve a haber disponibilidad. Sin embargo había determinadas observaciones que indicaban que el fitoplancton era capaz de crecer en situaciones en las que las concentraciones de fósforo eran tan escasas que no deberían ser capaces de hacerlo.

Estructura típica de un fosfolípido de membrana

Conocer la fisiología del fitoplancton es bastante importante. Más de la mitad del oxígeno que respiramos es producido por ese grupo de microorganismos. Además son la base de la red trófica de los mares. Sin el fitoplancton la vida en el planeta sería muy distinta. Los investigadores tomaron muestras del Mar de los Sargazos, un ambiente muy oligotrófico para el fósforo con concentraciones menores de 10 nanomolar y las comparó con otras de Pacífico Sur que mostraban concentraciones superiores a 100 nanomolar. Añadieron fósforo radioactivo en los cultivos y luego observaron cómo era utilizado por las células. Encontraron que el fitoplancton del Mar de los Sargazos sólo utilizaba un 1'3% del fósforo para la síntesis de fosfolípidos. En cambio el fitoplancton del Pacífico Sur usaba hasta un 17%. Las sorpresas no acababan ahí. Los microorganismos del fitoplancton son capaces de crecer sustituyendo en sus membranas los fosfolípidos por lípidos que contienen nitrógeno o azufre. Así, el poco fósforo que consiguen lo usan para sus ácidos nucleicos y su metabolismo. Esta estrategia de sustitución parece que es común tanto para el fitoplancton eucariota como el procariota. Pero no es exclusivo de ellas. Un comportamiento parecido se había encontrado con bacterias fijadoras del nitrógeno presentes en suelo ¿Y que ocurre con los microorganismos heterótrofos marinos? Pues al parecer ellos no siguen dicha estrategia de sustitución. Sus membranas sólo contienen fosfolípidos. Eso significa que cuando compiten por el fósforo tienen una pequeña desventaja con respecto al fitoplancton porque necesitan más.

Estructura de lípidos de membrana sin fósforo. De izquierda a derecha: sulfoquinovosildiacilglicerol, lípido con ornitina, y diacilgliceril N,N,N -trimetilhomoserina presentes en membranas de la proteobacteria Sinorhizobium meliloti

Cambiando un poco el refrán, a falta de fósforo, bueno es el nitrógeno.

Audio en "El podcast del microbio"

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