Pseudomonas syringae
La bacteria nucleadora de hielo
Esta
bacteria es la causante de enfermedades en las plantas pero lo que me llamo la
atención de ella es gran capacidad de convertir el agua en hielo.
Por: Rosangela
Ayala
La Pseudomonas syringae Nutricionalmente
hablando, es un organismo muy versátil. Puede crecer bien en tejido vegetal y
frutal dañado. El rango óptimo de temperatura en la cual se desarrolla es entre
15-20 °C. Pese a esto se reporta que se desarrolla mejor en climas fríos y con
una alta humedad relativa. Se dispersa por el viento, la lluvia, insectos, yema
de madera y semillas infestada.
Algunas
Características de la bacteria son:
Tal vez la característica más relevante de la
Pseudomonas syringae es el hecho de que tiene la capacidad de generar cristales
de hielo para utilizarlos para su propio beneficio. Para entender cómo
funciona, hay que explicar primero que es la nucleación. Esta es un proceso
hace referencia al cambio de estado, generalmente cuando se pasa de un líquido
a un gas o cristal. En el caso del agua, es cuando se forman pequeños núcleos o
focos alrededor de los cuales el hielo se empieza a formar La P. syringae posee
la proteína Ina (en inglés, ice nucleation-active) en su capa más externa, la
cual cataliza la formación del hielo a temperaturas entre los -5 y -2 °C,
debido a que actúa como nucleadora (véase más adelante). Modelos de nucleación
del hielo predicen que forman una serie plana de grupos de puentes de hidrógeno
que cercanamente se asemejan a una cara de cristal de hielo. Entonces, al tener
la capacidad de congelar el agua a temperaturas más altas de lo que normalmente
haría, crea cristales de hielo alrededor de ella, rompiendo así las paredes
celulares de las plantas, dejando así los nutrientes de estas a la disposición
de la P. syringae.
Debido a su mayor tamaño y área de superficie
cubierta, son más eficientes a la hora de formar focos de hielo que las
partículas inertes. Los focos de hielo son partículas, como el polvo o el
hollín, alrededor de las cual el hielo se empieza a formar. Los minerales
pueden atrapar pocas moléculas de agua. El hecho de que la P. Syringae sea más
eficiente a la hora de crear focos de hielo se debe a que las proteínas de su
membrana más externa son grandes y pueden atrapar más moléculas
simultáneamente. Lo de que cubre más área que las partículas inertes se explica
por el hecho de que la P. Syringae se reproduce, aumentando su población,
cubriendo así mayor área. Todo esto podría tener una gran utilidad a la hora
de, por ejemplo, hacer llover; pero eso es un tema que desarrollaré en la
versión final del trabajo.
Es una
bacteria del tipo Gram-negativa, es decir, presenta una segunda membrana
lipídica externa a la pared celular.
¿Cómo
podría el Ser Humano beneficiarse de las características de la P. syringae?
Tal vez la utilidad más grande que
se le puede encontrar a este ser vivo es su capacidad para hacer llover,
granizar y nevar. Alexander Michaud de la Universidad Estatal de Montana, en
mayo de 2012, analizó varios granizos caídos en el campus de su universidad,
encontrando en los núcleos de estas grandes concentraciones de bacterias. Como
se sabía, la biología influía en el clima, pero no se le daba una importancia
tan grande. Con el descubrimiento de que bacterias como la P. syringae, tienen
directa influencia sobre el clima, como el ciclo del agua, se abren muchas
posibilidades, sobre todo en áreas que pasan por sequías. Las precipitaciones
se pueden formar en partículas de polvo, hollín o partículas similares, pero
solo si la nube está a muy bajas temperaturas. La P. syringae tiene un
potencial mucho mayor; según estimaciones una sola bacteria puede servir de
núcleo para 1000 copos de nieve; por esto sería mucho más eficiente que los
métodos actuales. Uno de los requerimientos para que esto funcione es la
necesidad de plantas anfitrionas que sirvan de hogar para la P. syringae.
Esto podría suponer un problema,
pues la capacidad nucleadora de la P. syringae tiene una capacidad destructiva;
o sea, las plantas cultivadas para servir de huésped a la P. syringae se
morirían luego de un ciclo (recordar que esta habilidad se debe a que con esta
puede romper la pared celular de las plantas para acceder a sus nutrientes).
Esto podría ser solucionado creando plantas más resistentes al frío, lo cual es
viable. Y en caso de que la bacteria se salga de control, se puede combatir con
la cepa ice-minus. Si esto se hace, se debe tener cuidado también; si se sale
de control la cepa ice-minus, se podría causar serios problemas con el clima.
El frío y el hielo bacterial destruyen a las plantas, si, pero estas no pueden
sobrevivir sin las precipitaciones creadas por estas bacterias. Los demás usos
de la P. syringae también tienen que ver con su capacidad nucleadora. Por
ejemplo se podría ocupar para hacer máquinas de hielo. Por ejemplo un centro de
skii que quiera asegurarse con hielo para la temporada de más afluencia. O
también se podría ocupar para hacer hielo de uso diario de una forma que gasta
menos agua potable. El uso de la P. syringae es muy amplio, pero requiere de
mucho estudio y cuidado, pues si algo se sale de control, puede dañar
seriamente el ecosistema.
¿Cómo se forma el hielo?
Para que se formen los
cristales de hielo, como los copos de nieve, es necesario que exista un
núcleo, una especie de viga central alrededor de la cual se forma el cristal.
Esto sucede en la atmósfera, cuando las gotas de lluvia y los copos de nieve se
forman alrededor de algo, un algo que hace de columna vertebral de la molécula.
Generalmente, ese algo es hollín, polvo, partículas minúsculas que hacen de
núcleo. Esta bacteria hace la misma función de núcleo. Esta congela el agua extraordinariamente
rápido, como podéis ver en el siguiente vídeo realizado por el biólogo Mark
Martin:
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