Las bacterias en la evolución y en la enfermedad

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Nuestra divulgadora invitada, Virgina Freyre, nos habla acerca de las bacterias.

¿Cuantos de nosotros, siendo niños o adultos, nos hemos maravillado al ver en libros, películas y museos a esos grandes animales llamados dinosaurios? El termino dinosaurio significa lagarto terrible. Algunos son voladores, como el Pterodactylus, Scaphognathus y el Pteranodon que habitaron en el jurásico. Otros han sido famosos por sus apariciones en películas, como el Tiranosaurio rex, el Triceratops, o el Verociraptor, carnívoros depredadores. También nos hemos cautivado con el cuello largo de los enormes Diplococus, quienes se alimentaban de las hojas de los arboles, como se ha concluido del estudio de su dentadura. Otros parecían acorazados como el Ankylosaurio. Para estos animales, su tamaño y características impresionantes fueron el resultado de la participación de organismos microscópicos que hicieron posible la vida en la tierra.

La existencia del oxígeno en la atmosfera terrestre se debe a que, hace 2600 millones de años, las cianobacterias adquirieron la capacidad de producirlo haciendo posible la vida. La presencia del oxígeno en la atmosfera contribuyó al desarrollo de la respiración aerobia, la obtención de energía y la vida multicelular compleja.

Las primeras formas de vida fueron las bacterias, cuya función es desconocida por la mayoría: siempre se les relacionan con enfermedades. No todos saben que nuestro organismo sirve de hábitat a mas de 2500 tipos de bacterias, muchas de ellas indispensables para nosotros.

Darwin estableció que los cambios en los organismos son el resultado de mutaciones (alteraciones en el material genético) y habó de la selección de las especies mediante la competencia de los seres vivos.

A principios del siglo 20, científicos rusos, entre ellos Konstantin Mereschkowsky, proponen que las células eucariotas no son producto de la mutación, sino de la absorción de genomas enteros mediante simbiosis, estableciendo cooperación más que competencias en 1967.

Para explicarlo, Lynn Margulis habla de la teoría endosimbiótica, que describe la aparición de las células eucarióticas o eucariogénesis, como consecuencia de incorporar diferentes bacterias de vida libre (que seria el caso de las mitocondrias y los cloroplastos) explicando así la aparición de organismos complejos y aerobios.

El concepto de que las mitocondrias y cloroplastos eran bacterias aerobias radica en que posen ADN y ribosomas con características de una célula procariota, que se divide independientemente de la célula en la que se encuentra. Las pruebas actuales de biología molecular han demostrado que en efecto esto se llevó a cabo en algún momento.

Antes de conocer la existencia de los microorganismos, el hombre utilizó las bacterias en la elaboración del pan, vino, cerveza y queso.

También se sabe que llevaron a cabo una “guerra biológica”.  El primer caso documentado corresponde entre los años 1500 – 1200 cuando los hititas transportaban enfermos a tierras enemigas: era común que en los estados de sitio usando excretas de enfermos de disentería o cuerpos de los soldados muertos por enfermedad contaminaran las reservas de agua. Trasmitían las enfermedades sin saber la causa de ellas. También se catapultaron cadáveres y ropas de los fallecidos por la Peste. Se tiene documentado que en América del norte la viruela se transmitió a la población indígena por medio de frazadas que eran obsequiadas a los nativos y que pertenecieron a soldados con viruela.

Obervaron que la diseminación de las enfermedades  se transmitían por agua, alimentos, aire o fómites ¿quiénes las producían? No lo sabían. Fue hasta 1683 que Anton Van Leeuwenhoek, un comerciante de telas holandés, cuyo pasatiempo era el pulido de lentes, observó por primera vez lo que él llamó “animálculos”. Por su tamaño y movilidad ahora sabemos que eran protozoarios y bacterias ¡él fue la primera persona en observar bacterias!

A partir de entonces se inicia el estudio de estos microorganismos. Se aprende desde que utilizar para alimentarlos,  a como observarlos para ver sus características y conocer su metabolismo. El poder obtenerlos en un laboratorio permitió saber que se encuentran en todos los habitats de la tierra, incluso en los mas extremos.  Sabemos ahora que existen alrededor de 40 millones de bacterias por gramo de tierra.

Nuestro organismo también tiene en su interior y exterior una gran cantidad de bacterias, y se ha calculado que un kilogramo de nuestro peso total lo representan nuestras bacterias. Las cuales no solo ocupan un espacio, sino que llevan a cabo una variedad de funciones: mantener nuestro sistema inmune, fabricar vitaminas que nosotros no podemos, evitar que bacterias que no forman parte de nuestra biota lleguen a dañarnos, nos ayudan a digerir algunos alimentos, siempre manteniendo un equilibrio con nuestro cuerpo.

También tienen su lado obscuro: el producir enfermedades: Koch fue quien las relaciona con las enfermedades. Y después de una serie de experimentos llegó a concluir lo que ahora conocemos como los postulados de Koch, que nos dicen los requisitos a cumplir para que una bacteria se le responsabilice de una enfermedad:  partiendo de su ausencia en un organismo sano, su presencia en uno enfermo y la generación de la enfermedad cuando se inoculaba en organismo sano.

Reproduciendo estos pasos se conoció el origen microbiano de muchas enfermedades.

Se conoció que no todas las bacterias tenían la misma forma, habiendo unas esféricas y otras alargadas. Para poder verlas se usaron colorantes y combinaciones de ellos: se descube que, aunque algunas tenían la misma forma, su coloración con diversos colorantes no era la misma lo que reflejaba una diferencia en su estructura. Lo mismo sucedió cuando se utilizaron diversos sustratos para alimentarlas, ya que no todas los ocupaban o los productos que formaban no eran iguales, eran metabólicamente diferentes, de forma igual pero diferentes. Se logró con estos conocimientos grandes avances para su identificación.

Es curioso que de organismos tan pequeños aparecieran animales tan grandes como los dinosaurios. Platicaremos de esto mas adelante.

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Virginia del Carmen Freyre Pulido es originaria de Tehuacán.  Química Farmacobióloga por la BUAP y M. C. por el IPN. Ha realizado ponencias y trabajos en congresos con participación de estudiantes.  Sus áreas de interés son educación y epidemiologia de parásitos y enfermedades bacterianas.

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Esta entrada es el resultado del taller Escribir para divulgar, donde hemos empezado a desarrollar habilidades de escritura para compartir eso que sabemos o que nos gusta acerca de la ciencia y la tecnología.

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Divulgador científico. Matemático de formación, apasionado de la ciencia y la tecnología, sobre todo de los robots.

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