Descubren bacterias que hacen que se produzca el óxido de manganeso. Aunque el hallazgo fue hecho por casualidad, se trata de bacterias a las que se ha investigado desde hace tiempo, pero sin mayores resultados. Es la primera vez que se ve que usan el manganeso como fuente de combustible. La investigación pudiera dar luces para entender otros procesos en los que también participa este elemento. Por ejemplo, el de la obstrucción de los sistemas de agua potable.
Jared Leadbeatter es microbiólogo. Trabaja como profesor de Microbiología Ambiental, del Instituto Tecnológico de California (Caltech). Hizo la investigación junto con Hang Yu. Este último es miembro de la División de Ciencias Geológicas y Planetarias, del mismo centro educativo. El estudio se publicó en Nature a mediados de julio.
Un día, Leadbeatter regresó a su casa después de haber estado fuera por un viaje de trabajo. Cuando llegó se encontró con que los objetos de cristal que yacían en el fregadero estaban recubiertos por un elemento extraño. Era un compuesto de carbono de manganeso de color crema (MnCO3) que, además, tenía una atípica tonalidad más oscura.
Entonces, preguntándose de qué trataba, se percató de que el MnCO3 había perdido electrones. Como algo tenía que estar pasando y causando esa reacción, se preguntó si el motivo podían ser unos microbios que la ciencia había estado buscando desde hacía mucho tiempo, aunque sin mayores resultados. Por eso, Leadbeatter se propuso hacer varias pruebas hasta que pudiese resolver el problema. Así lo explicó ABC, que se basó en información de ScienceAlert.
El experimento: ¿qué hicieron?
En primer lugar, los investigadores recubrieron más frascos con MnCO3. Esterilizaron algunos con vapor porque se sabe que este compuesto es estable en esas condiciones. No obstante, el MnCO3 no se oscureció; ni siquiera un año después. Sin embargo, los frascos que no habían sido esterilizados, sí se oscurecieron. Por esta razón, se dedujo que la causa de la pérdida de los electrones se tenía que deber a algo que se pudiera destruir con vapor caliente.
Así, cultivaron lo que había en los frascos, agregó, por su parte, ScienceAlert, e hicieron un análisis ARN. Entonces vieron que había más de 70 bacterias. Luego de varios estudios, se quedaron con dos posibles “culpables”: las bacterias tanto Nitrospirae como las Betaproteobacterium. Las primeras suelen tener forma de media luna; las segundas, 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 (se hace conjuntamente)”.
A fin de comprobar si la pérdida de los electrones se había hecho de manera conjunta, usaron manganeso marcado con carbono 13 en algunos de sus cultivos. Fue entonces cuando hubo un cambio. “La bacteria incorporó estos isótopos de carbono en sus cuerpos”, indicó el medio español.
Producen su propio alimento
El hallazgo confirmó, a su vez, que las bacterias sospechosas eran autótrofas. Esto significa que pueden producir su propio alimento por medio de energía. En este caso, las bacterias estaban empleando la energía de los electrones de manganeso para convertir el CO2 en carbono utilizable. Entre los seres autótrofos se encuentran las plantas, las algas, algunas bacterias y las arqueas.
“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”, explicó.
Resultados de la investigación sobre las bacterias extrañas
El cómo y el porqué se produce el óxido de manganeso que obstruye los sistemas de agua potable sigue sin aclararse aún. Esto, pese a la bibliografía que hay en ingeniería ambiental sobre el tema. Muchos científicos, sin embargo, dice Leadbeatter, han pensado que las bacterias que usan manganeso como energía podrían ser la causa. No obstante, la prueba que respalda esta idea no estaba lista aún, sino hasta ahora.
El óxido de manganeso también aparece de manera enigmática en nódulos de una buena parte del fondo marino. A su vez, tiene que ver con muchos ciclos interrelacionados de elementos que comprenden carbono, nitrógeno, hierro y oxígeno.
Los científicos señalan que tanto los tiempos de duplicación celular de las bacterias como las tasas de oxidación crearían óxido de manganeso en cantidades equiparables a las reservas mundiales en dos años.
Al parecer, los parientes de estas especies de bacterias están en muchos sitios. Por tanto, se cree que el potencial para hacer circular este metal por la Tierra pudiera ser bastante grande. Otra investigación, pues, pudiera continuar y dar luces sobre procesos aún no aclarados.
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