Por el Dr. Elio M Rivera
Existe un mundo extraordinario a nuestro alrededor que permaneció oculto para el ser humano durante gran parte de la historia. Está en el suelo que pisamos, en los océanos, sobre las plantas, en los alimentos y también dentro de nuestro organismo. Sus habitantes son tan pequeños que muchos no pueden observarse a simple vista. Son los microorganismos.
Cuando escuchamos palabras como bacteria o microbio, muchas personas piensan inmediatamente en enfermedad. Sin embargo, esa imagen es incompleta. Algunos microorganismos pueden producir enfermedades, pero una enorme cantidad participa en procesos indispensables: descomponen materia orgánica, reciclan nutrientes, intervienen en ciclos químicos, colaboran con plantas y animales y forman comunidades asociadas con el cuerpo humano.
Lo sorprendente es comprender que gran parte del funcionamiento de nuestro planeta depende de organismos que normalmente nunca vemos.
Los microrganismos, un mundo que permaneció escondido
Durante siglos nadie sabía que existían microorganismos.
En el siglo XVII, utilizando microscopios, Antonie van Leeuwenhoek observó pequeños seres en muestras de agua y otras sustancias. Ante sus ojos apareció un universo completamente desconocido.
Hoy sabemos que existen bacterias, arqueas, protozoos, numerosas algas microscópicas y hongos microscópicos, entre otros organismos diminutos.
La invención del microscopio no creó ese mundo.
Simplemente permitió que finalmente pudiéramos verlo.
Pequeños, pero extraordinariamente abundantes
Una pequeña cantidad de suelo puede contener enormes poblaciones microbianas.
El agua también alberga comunidades microscópicas.
Nuestro cuerpo contiene extensas poblaciones de microorganismos, especialmente sobre la piel y en el aparato digestivo.
Su pequeño tamaño permite que cantidades inmensas ocupen espacios relativamente reducidos.
Lo invisible puede ser extraordinariamente abundante.
Una bacteria es una célula completa
Las bacterias son organismos unicelulares.
Una sola célula debe realizar las funciones necesarias para mantenerse: obtener nutrientes, producir energía, fabricar proteínas, responder al ambiente y reproducirse.
Aunque carecen de un núcleo como el de nuestras células, contienen ADN y poseen una organización molecular extraordinariamente compleja.
Ser microscópico no significa ser simple.
Una maquinaria para fabricar proteínas
Dentro de las células bacterianas existen estructuras llamadas ribosomas.
Estos utilizan información procedente del ARN mensajero para ensamblar aminoácidos y producir proteínas.
Las proteínas resultantes cumplen innumerables funciones: actúan como enzimas, forman estructuras, transportan sustancias y participan en numerosos procesos celulares.
Incluso una célula diminuta necesita sistemas coordinados para manejar información y convertirla en estructuras funcionales.
Los microorganismos reciclan la materia
Imaginemos un bosque donde las hojas caídas, ramas y organismos muertos nunca fueran descompuestos.
Los nutrientes quedarían atrapados en esa materia.
Bacterias y hongos participan activamente en la descomposición.
Transforman moléculas complejas y permiten que elementos químicos regresen al suelo, agua y atmósfera.
Después pueden ser utilizados nuevamente por otros organismos.
La muerte de un organismo puede proporcionar materiales para nueva vida.
Un planeta necesita reciclar
La Tierra posee una cantidad limitada de muchos elementos esenciales.
Carbono, nitrógeno, fósforo y otros elementos circulan continuamente entre organismos y ambiente.
Los microorganismos participan de manera decisiva en estos ciclos.
Sin ellos, numerosos nutrientes no estarían disponibles en las formas que plantas y otros organismos necesitan.
La vida depende de sistemas de reciclaje.
El extraordinario ciclo del nitrógeno
El nitrógeno es indispensable para proteínas y ácidos nucleicos.
Nuestra atmósfera contiene gran cantidad de nitrógeno molecular, pero la mayoría de los organismos no puede utilizarlo directamente.
Determinadas bacterias y arqueas pueden transformar compuestos nitrogenados mediante procesos especializados.
Algunos microorganismos realizan fijación de nitrógeno, convirtiendo nitrógeno atmosférico en formas que posteriormente pueden incorporarse a sistemas biológicos.
Una actividad microscópica termina contribuyendo al crecimiento de ecosistemas completos.
Los microrganismos, tienen poder para sustentar un bosque
Microorganismos trabajando con las plantas
Algunas bacterias viven asociadas con las raíces de determinadas plantas.
En las leguminosas, por ejemplo, ciertas bacterias pueden establecer asociaciones en estructuras llamadas nódulos radiculares.
La planta proporciona compuestos energéticos y un ambiente apropiado.
Los microorganismos participan en la fijación de nitrógeno.
Dos formas de vida diferentes colaboran y ambas obtienen beneficios.
Los hongos también forman alianzas
Numerosas plantas mantienen asociaciones con hongos conocidas como micorrizas.
Los filamentos del hongo se extienden por el suelo y pueden aumentar enormemente el área desde donde se absorben determinados nutrientes y agua.
La planta proporciona al hongo compuestos de carbono producidos mediante fotosíntesis.
Bajo nuestros pies existen redes biológicas que normalmente pasan completamente inadvertidas.
El océano también depende de seres microscópicos
Cuando contemplamos el océano pensamos en ballenas, peces, delfines y corales.
Pero gran parte de su actividad biológica comienza con organismos microscópicos.
El fitoplancton incluye organismos fotosintéticos diminutos que utilizan energía solar y participan enormemente en la producción primaria de los océanos.
Sirven además como base alimentaria directa o indirecta para numerosas criaturas.
Un gigante marino puede depender finalmente de procesos que comienzan con seres microscópicos.
Microorganismos y oxígeno
Organismos fotosintéticos microscópicos presentes en ambientes acuáticos participan significativamente en la producción global de oxígeno.
Entre ellos se encuentran cianobacterias y diversas microalgas.
Cuando realizan fotosíntesis utilizan dióxido de carbono y liberan oxígeno.
Una parte importante de los procesos que mantienen la composición atmosférica está relacionada con organismos que apenas podemos ver sin instrumentos.
La flora bacteriana dentro del Intestino
También viven dentro de nosotros
El cuerpo humano alberga comunidades de microorganismos conocidas colectivamente como microbiota.
El intestino contiene una de las comunidades más estudiadas.
Estos microorganismos interactúan con los alimentos, producen diversas moléculas y mantienen relaciones complejas con nuestras células y sistema inmunológico.
No somos organismos completamente aislados.
Vivimos acompañados por un ecosistema microscópico.
Algunas bacterias producen vitaminas
Determinadas bacterias intestinales pueden producir compuestos que nuestro organismo utiliza, incluyendo algunas vitaminas.
También metabolizan componentes de los alimentos que nuestras propias enzimas no procesan completamente.
Los productos resultantes pueden interactuar con las células intestinales y otros sistemas.
La relación entre ser humano y microbiota continúa siendo un campo de intensa investigación.
El sistema inmunológico convive con ellas
Nuestro cuerpo necesita distinguir entre amenazas potenciales, células propias y numerosos microorganismos que normalmente habitan en nosotros sin producir enfermedad.
El sistema inmunológico mantiene una relación extraordinariamente compleja con estas comunidades.
No se trata simplemente de destruir todo microorganismo.
Se necesita equilibrio.
La piel también tiene habitantes
Nuestra piel parece una superficie limpia y uniforme.
Bajo un microscopio, la historia cambia.
Distintas regiones del cuerpo ofrecen ambientes diferentes según humedad, temperatura y producción de sustancias grasas.
Por eso pueden albergar comunidades microbianas distintas.
Nuestro cuerpo contiene numerosos pequeños ecosistemas.
No todos los microorganismos son beneficiosos
Algunos pueden causar enfermedades.
Determinadas bacterias, protozoos y hongos pueden invadir tejidos, producir toxinas o provocar respuestas inflamatorias perjudiciales.
Comprenderlos permitió desarrollar higiene, saneamiento, antibióticos, medicamentos antimicrobianos y otras medidas que han salvado incontables vidas.
Conocer el mundo microscópico transformó la medicina.
Los antibióticos no sirven para todo
Los antibióticos están diseñados para actuar contra bacterias mediante mecanismos específicos.
No funcionan contra infecciones virales simplemente porque virus y bacterias son entidades biológicas diferentes.
Además, utilizar antibióticos innecesariamente favorece la selección de bacterias resistentes.
Por eso estos medicamentos deben utilizarse de manera apropiada.
Las bacterias pueden comunicarse
Una característica fascinante es que algunas bacterias liberan y detectan moléculas químicas producidas por otras células.
Cuando aumenta la población, aumenta también la concentración de determinadas señales.
Este mecanismo, conocido como quorum sensing, puede coordinar comportamientos colectivos.
Una población de organismos unicelulares puede responder de manera organizada a información química compartida.
Pueden construir comunidades
Muchas bacterias forman estructuras conocidas como biopelículas o biofilms.
Las células se adhieren a una superficie y producen una matriz que ayuda a mantener organizada la comunidad.
Estas biopelículas pueden aparecer sobre rocas, tuberías, tejidos y numerosas superficies húmedas.
La vida microscópica también puede construir estructuras colectivas.
Microorganismos en lugares extremos
Se han encontrado microorganismos viviendo en aguas muy calientes, ambientes extremadamente salinos, regiones ácidas, profundidades oceánicas y lugares con escasos nutrientes.
Estas formas de vida poseen mecanismos bioquímicos que les permiten funcionar bajo condiciones extraordinarias.
Allí donde esperaríamos encontrar un ambiente completamente vacío, podemos descubrir actividad microscópica.
Las fuentes hidrotermales
En algunas regiones profundas del océano, agua calentada geotérmicamente emerge cargada de minerales.
No llega luz solar suficiente para sostener fotosíntesis convencional.
Sin embargo, ciertos microorganismos utilizan energía química mediante procesos de quimiosíntesis.
Estos microorganismos pueden formar la base de comunidades donde viven gusanos tubícolas, moluscos y otras criaturas.
Un ecosistema puede funcionar sin depender directamente de luz solar local.
Microorganismos que ayudan a producir alimentos
El ser humano utiliza microorganismos desde mucho antes de comprender que existían.
Levaduras participan en la elaboración del pan.
Bacterias intervienen en la producción de yogur y quesos.
Otros procesos de fermentación producen numerosos alimentos.
Durante siglos aprovechamos su trabajo sin conocer a los trabajadores.
Una célula puede multiplicarse rápidamente
Bajo condiciones favorables, algunas bacterias pueden dividirse con gran rapidez.
Una célula produce dos.
Dos producen cuatro.
Cuatro producen ocho.
El crecimiento puede volverse exponencial mientras existan nutrientes y condiciones apropiadas.
Esto explica por qué pequeñas poblaciones pueden aumentar considerablemente en poco tiempo.
La división requiere copiar información
Antes de dividirse, una bacteria necesita replicar su ADN.
Después debe distribuir las copias y separar la célula.
Incluso en organismos microscópicos, reproducción e información están estrechamente relacionadas.
La continuidad de la vida requiere conservar y transmitir instrucciones biológicas.
Un mundo que no sabíamos que existía
Uno de los aspectos más impresionantes de los microorganismos es una reflexión sencilla:
Siempre estuvieron aquí.
Estaban en el agua.
En el suelo.
En nuestros alimentos.
Dentro de nuestro cuerpo.
Participaban en ciclos ecológicos.
Pero no podíamos verlos.
La realidad era mucho más grande que nuestra capacidad de observarla.
Lo invisible también forma parte de la creación
La carta a los Colosenses declara:
“Porque en él fueron creadas todas las cosas, las que hay en los cielos y las que hay en la tierra, visibles e invisibles.”
(Colosenses 1:16)
El propósito del texto no es hablar específicamente de microbiología. Sin embargo, la expresión “visibles e invisibles” adquiere una dimensión interesante cuando contemplamos un mundo biológico que permaneció invisible para nosotros hasta la invención del microscopio.
No poder observar algo a simple vista nunca significó que no existiera.
Lo pequeño puede sostener lo grande
El Salmo 104 declara:
“¡Cuán innumerables son tus obras, oh Jehová! Hiciste todas ellas con sabiduría; la tierra está llena de tus beneficios.”
(Salmo 104:24)
Cuando pensamos en las obras de la creación solemos imaginar montañas, océanos, elefantes o estrellas.
Pero también existe grandeza en lo diminuto.
Una bacteria que participa en el ciclo del nitrógeno.
Un microorganismo fotosintético flotando en el océano.
Un hongo asociado con una raíz.
Una comunidad intestinal procesando sustancias que llegan con nuestros alimentos.
Lo pequeño puede cumplir funciones enormes.
Un universo escondido dentro de nuestro mundo
La Biblia no pretende explicar ribosomas, microbiota, fijación de nitrógeno, quimiosíntesis o comunicación bacteriana mediante lenguaje científico. Estas preguntas corresponden a la microbiología, biología molecular, medicina y ecología.
Sin embargo, descubrir el mundo microscópico amplió extraordinariamente nuestra comprensión de la vida.
Hoy sabemos que debajo de nuestros pies, dentro de los océanos y sobre nuestro propio cuerpo existen comunidades inmensas realizando procesos que sostienen ecosistemas completos.
Desde la perspectiva bíblica, comprender estos mecanismos aumenta nuestra admiración. Los microorganismos nos recuerdan que la grandeza de la creación no depende del tamaño. Existe un universo que nuestros ojos no pueden contemplar directamente, pero que recicla nutrientes, ayuda a las plantas, participa en la producción de oxígeno y forma parte de innumerables procesos que sostienen la vida sobre la Tierra.
Referencias
Escrituras consultadas
- Génesis 1:11-12.
- Salmo 104:24.
- Salmo 139:13-16.
- Colosenses 1:16-17.
Bibliografía científica
- Madigan, M. T. et al. Brock Biology of Microorganisms. Pearson.
- Willey, J. M. et al. Prescott’s Microbiology. McGraw-Hill.
- Tortora, G. J., Funke, B. R. & Case, C. L. Microbiology: An Introduction. Pearson.
- Alberts, B. et al. Molecular Biology of the Cell. Garland Science.
Temas científicos consultados
- Bacterias, arqueas y microorganismos eucariotas.
- Microbiota humana.
- Ciclo del nitrógeno.
- Fijación de nitrógeno.
- Fitoplancton y fotosíntesis.
- Descomposición y reciclaje de nutrientes.
- Quorum sensing.
- Biopelículas.
- Fermentación.
- Quimiosíntesis.
Organizaciones científicas
- American Society for Microbiology — microbiología y educación científica.
- National Institutes of Health — microbioma humano y microbiología médica.
- National Science Foundation — ecología microbiana.
- Woods Hole Oceanographic Institution — microorganismos y ecosistemas oceánicos.
- Smithsonian Institution — biodiversidad y microbiología ambiental.
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