Un accidente en un laboratorio lleva al descubrimiento de una rara bacteria que come metales

« Pensé, '¿Qué es eso? '», cuenta Leadbeater, investigador del Instituto de Tecnología de California (Caltech), quien rápidamente se dio cuenta de que al carbonato de magnaneso le habían «robado» sus electrones. Es decir, se había oxidado convirtiéndose en óxido de manganeso . Pero algo tenía que estar iniciando la reacción: un «ladrón» de electrones . «Comencé a preguntarme si unos microbios buscados durante décadas por la ciencia podían ser los responsables, por lo que me propuse realizar pruebas hasta resolver el enigma», afirma el micriobiólogo para Sciencealert .

Leadbeater y su equipo recubrieron más frascos con MnCO3 y esterilizaron algunos con vapor (porque se conoce que el MnCO3 es estable en estas condiciones). Pero el compuesto de manganeso no se oscureció (incluso un año después). Por lo tanto, el «ladrón» debía ser algo que se destruyera con vapor caliente. Es por ello que los investigadores estudiaron lo que había en los frascos a través del análisis de ARN , que desveló que había hasta 70 bacterias . Tras más pruebas, el equipo descartó la mayoría hasta quedarse con dos posibles culpables.

En concreto, eran bacterias Nitrospirae , que generalmente tienen forma de media luna, y Betaproteobacterium, en forma de bastón. Se sabe que los familiares de ambas especies de bacterias viven en aguas subterráneas. «Aislamos betaproteobacterium de los óxidos alterados como colonias individuales... pero esta especie no oxida MnCO3 solo. O Nitropirae es el único responsable de la oxidación de Mn (II) o la actividad es consorciada», escribe en el equipo en estudio que acaba de ser publicado en la revista « Nature ».

Para comprobar si el robo había sido un trabajo en equipo , los investigadores utilizaron manganeso marcado con carbono 13 en algunos de sus cultivos y, efectivamente, la bacteria incorporó estos isótopos de carbono en sus cuerpos. Esto confirmó que las bacterias sospechosas eran autótrofas : pueden producir sus propios alimentos utilizando una fuente de energía y, en este caso, las bacterias estaban usando la energía de los electrones de manganeso para convertir el CO2 en carbono utilizable , como las plantas usan la luz solar para convertir el CO2 y el agua en azúcares y oxígeno durante la fotosíntesis.

Este proceso se llama quimiosíntesis, y aunque se sabe que ocurre usando otros metales, es la primera vez que se observa que estas bacterias usan manganeso como fuente de combustible. Si bien es uno de los elementos más comunes en la superficie de nuestro planeta, gran parte sobre el manganeso y su ciclo en la Tierra sigue siendo un misterio, incluida su extraña tendencia a obstruir las tuberías de agua.

«Existe un conjunto completo de literatura de ingeniería ambiental sobre sistemas de distribución de agua potable que se obstruyen con óxidos de manganeso -afirma Leadbetter-, pero cómo y por qué motivo se genera dicho material ha seguido siendo un enigma . Muchos científicos han considerado que las bacterias que usan manganeso como energía podrían ser responsables, pero la evidencia que respalda esta idea no estaba disponible. Hasta ahora».

El óxido de manganeso también aparece enigmáticamente como nódulos en gran parte del fondo marino, y está involucrado en muchos ciclos interconectados de elementos que incluyen carbono, nitrógeno, hierro y oxígeno . Es por ello que la de «ladrones» que roban electrones de manganeso, como estas bacterias recién descubiertas, podría explicar mucho.

Los investigadores dicen que los tiempos de duplicación celular de las bacterias y las tasas de oxidación crearían óxidos de manganeso en cantidades equivalentes a las reservas mundiales en solo dos años. Los parientes cercanos de estas especies parecen estar presentes en muchos lugares, por lo que su potencial para hacer circular este metal por la Tierra podría ser enorme.