Un grupo de microorganismos utiliza la urea para crecer en condiciones de frío extremo

• Las arqueas son microorganismos polares que desarrollan su vida en el Polo
• Este compuesto proviene  de los desechos de multitud de organismos marinos
• Los microbios albergan  la mayor parte de la diversidad de la vida

Foto de la zona del estudio en Canadá facilitada por el CSIC.

Un trabajo con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto un nuevo metabolismo empleado por un  grupo de microorganismos marinos,  las arqueas, para crecer en  ambientes polares durante el invierno.

El estudio se ha publicado en el último número de la revista 'Proceedings of the  National Academy of Sciences' (PNAS, por sus siglas en inglés).

El documento confirma que estos microorganismos unicelulares, que  intervienen en los ciclos del nitrógeno y el carbono del planeta,  utilizan tanto el amonio como el carbono de la urea para crecer  durante los meses más fríos y oscuros. En el invierno ártico, cuando  escasea la luz, la temperatura media del aire es de -39C y los  microorganismos marinos tienen que subsistir bajo una capa de hielo  de casi dos metros de grosor.

En una campaña realizada durante el Año Polar Internacional 2007-2008, los investigadores comprobaron que un grupo de arqueas, no solo  podía subsistir en estas duras condiciones, sino que además crecía  hasta triplicar sus poblaciones y, en cambio, al llegar la primavera  su número volvía a descender.

Los investigadores comprobaron que  estas arqueas no incorporaban CO2 como las algas y las plantas, ni  tampoco materia orgánica, como la mayoría de los animales.

Las arqueas forman uno de los tres grandes dominios de la vida,  junto a bacterias y eucariotas, entre los cuales están animales y  plantas. A pesar de ser microscópicos, los microorganismos albergan  la mayor parte de la diversidad de la vida, pero las arqueas se  encuentran entre los grupos menos conocidos.

Utilizan la urea como "atajo"

Uno de los enigmas que los científicos siempre se habían planteado  era su capacidad para crecer durante el invierno polar. Tras analizar  miles de datos metagenómicos y biogeoquímicos obtenidos durante el  invierno ártico en el mar de Beaufort, al norte de Canadá, los  investigadores han descubierto que las arqueas de la rama  Thaumarchaeota utilizan la urea como "atajo" para obtener el amonio  que necesitan.

Este compuesto, formado por dos grupos amonio y un CO2, proviene  de los desechos de multitud de organismos marinos y, aunque ya se  sabía que muchos microorganismos son capaces de degradarla, hasta  ahora no se había demostrado su papel como fuente de energía.

El investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar  Carlos, Pedrós-Alió, ha explicado que ahora se entiende "cómo este  grupo de arqueas crece durante el invierno polar" al descubrir "que  obtienen tanto el carbono como el amonio de la urea, una vía más  corta que hasta ahora no se había considerado".

El CO2 es incorporado en el material celular mientras que el  amonio es oxidado a nitrito para obtener energía. Para Laura Alonso,  investigadora del Instituto Español de Oceanografía en Gijón, el  descubrimiento "podría explicar por qué las arqueas pueden mantener  sus abundantes poblaciones en otros ambientes marinos como el océano  profundo (uno de los ecosistemas más extensos y desconocidos), que  también se caracterizan por la oscuridad y la frialdad de sus aguas,  lo que hace que apenas se disponga de fuentes de energía".

Crecer oxidando amonio o sintetizar compuestos orgánicos son  algunas de las capacidades que convierten a las arqueas en actores  esenciales de la biogeoquímica del océano. "Los microorganismos  marinos son abundantes, diversos y desconocidos, son responsables de  la mayor parte de la respiración y de la mitad de la producción  primaria del planeta. En los planes de conservación de las regiones  polares habría que considerar a los microorganimos además de a los  osos y las focas", señala Pedrós-Alió.