Metabolismo y ecología microbiana — el motor invisible de la biosfera
Los procariotas (Bacteria y Archaea) despliegan una diversidad metabólica que ningún otro grupo iguala: viven de la luz, de minerales o de materia orgánica, con o sin oxígeno. Esa versatilidad hace funcionar los ciclos que sostienen al resto de la vida.
Cómo obtienen energía y carbono
Los microbios se clasifican por su fuente de energía y su fuente de carbono:
- Fotótrofos — energía de la luz (Cianobacterias, bacterias púrpuras y verdes).
- Quimiótrofos — energía de reacciones químicas.
- Quimiolitótrofos: oxidan minerales (H₂S, NH₃, Fe²⁺, H₂) → quimiosíntesis, base de las fuentes hidrotermales.
- Quimioorganótrofos: oxidan materia orgánica (la mayoría de las bacterias).
- Autótrofos fijan CO₂; heterótrofos consumen carbono orgánico.
Con y sin oxígeno
- Aerobios — usan O₂ como aceptor final de electrones (máximo rendimiento).
- Anaerobios — usan nitrato, sulfato o CO₂; incluyen procesos exclusivos:
- Metanogénesis (arqueas): CO₂ + H₂ → CH₄ (ver Metano oceánico - microbios y calentamiento).
- Fermentación: sin cadena respiratoria.
Los ciclos biogeoquímicos
Los microbios mueven los elementos que la vida necesita:
- Nitrógeno: fijación, nitrificación y desnitrificación — el motor del Ciclo del nitrógeno.
- Carbono: descomposición y metanogénesis, dentro del Ciclo del carbono geológico.
- Azufre y hierro: oxidación/reducción microbiana de minerales.
- Fueron los responsables de la Oxigenación atmosférica y de casi toda la química de la Tierra primitiva (Arcaico).
Extremófilos
- Arqueas en ambientes extremos: termófilos, halófilos, acidófilos, barófilos.
- Definen los límites de la vida y guían la Astrobiología y origen de la vida.
Vida en comunidad
- Biofilms y tapetes microbianos: comunidades estructuradas y cooperativas.
- Simbiosis con animales y plantas (rizobios, rumen, Microbioma humano); ver Simbiosis.
- Quorum sensing: comunicación química que coordina el comportamiento colectivo.
Casos del vault
- Celda de combustible de tierra — aprovechar el metabolismo microbiano como fuente eléctrica.
- Redes fúngicas árticas y carbono — microbios y hongos regulando el carbono del suelo.