Haloarchaea ( arqueas halófilas , arquebacterias halófilas , halobacterias ) [1] son una clase de Euryarchaeota , [2] que se encuentran en agua saturada o casi saturada con sal . Las halobacterias ahora se reconocen como arqueas , en lugar de bacterias, y son uno de los grupos más grandes. El nombre 'halobacteria' se asignó a este grupo de organismos antes de que se diera cuenta de la existencia del dominio Archaea y, si bien es válido según las reglas taxonómicas , debe actualizarse. [3]Las arqueas halófilas se denominan generalmente haloarchaea para distinguirlas de las bacterias halófilas.
Haloarchaea | |
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Halobacterium sp. cepa NRC-1, cada célula de aproximadamente 5 µm de longitud. | |
clasificación cientifica | |
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Clase: | Halobacterias Grant y col. 2002 |
Pedido | |
Sinónimos | |
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Estos microorganismos son miembros de la comunidad halófila , ya que requieren altas concentraciones de sal para crecer, y la mayoría de las especies requieren más de 2,0 M de NaCl para su crecimiento y supervivencia. [4] Son una rama evolutiva distinta de las Archaea que se distingue por la posesión de lípidos ligados al éter y la ausencia de mureína en sus paredes celulares .
Haloarchaea puede crecer de forma aeróbica o anaeróbica. Partes de las membranas de las haloarchaea son de color púrpura, [5] y las grandes floraciones de haloarchaea aparecen rojizas, del pigmento bacteriorrodopsina , relacionado con el pigmento retiniano rodopsina , que utiliza para transformar la energía luminosa en energía química mediante un proceso no relacionado con la clorofila. basada en la fotosíntesis .
Las haloarchaea tienen el potencial de solubilizar el fósforo. Las arqueas halófilas que solubilizan fósforo bien pueden desempeñar un papel en la nutrición de P (fósforo) para la vegetación que crece en suelos hipersalinos. La haloarchaea también puede tener aplicaciones como inoculantes para cultivos que crecen en regiones hipersalinas. [6]
Taxonomía
Los miembros aeróbicos extremadamente halófilos de Archaea se clasifican dentro de la familia Halobacteriaceae, orden Halobacteriales en la Clase III. Halobacterias del filo Euryarchaeota (Comité Internacional de Sistemática de Procariotas, Subcomité de taxonomía de Halobacteriaceae). En mayo de 2016, la familia Halobacteriaceae comprende 213 especies en 50 géneros.
Lista de especies |
Dominio: Archaea Euryarchaeota
no válido |
Clasificación de Gupta et al. [15] [16]
Halobacteriales
- Halobacteriaceae (Tipo de género: Halobacterium )
Haladaptatus , Halalkalicoccus , Haloarchaeobius , Halarchaeum , Halobacterium , Halocalculus , Halorubellus , Halorussus , "Halosiccatus" , Halovenus , Natronoarchaeum , Natronomonas , Salarchaeum .
- Haloarculaceae (Tipo de género: Haloarcula )
Halapricum , Haloarcula , Halomicroarcula , Halomicrobium , Halorientalis , Halorhabdus , Halosimplex .
- Halococcaceae (Tipo de género: Halococcus )
Halococcus .
Haloferacales
- Haloferacaceae (Tipo de género: Haloferax )
Halabellus , Haloferax , Halogeometricum , ( Halogranum ), Halopelagius , Haloplanus , Haloquadratum , Halosarcina .
- Halorubraceae (Tipo de género: Halorubrum )
Halobaculum , ( Halogranum ), Halohasta , Halolamina , Halonotius , Halopenitus , Halorubrum , Salinigranum .
Natrialbales
- Natrialbaceae (Tipo de género: Natrialba )
Halobiforma , Halopiger , Halostagnicola , Haloterrigena , Halovarius , Halovivax , Natrialba , Natribaculum , Natronobacterium , Natronococcus , Natronolimnobius , Natronorubrum , Salinarchaeum .
Condiciones de vida
Las haloarqueas requieren concentraciones de sal superiores a 2 M (o alrededor del 10%) para crecer, y el crecimiento óptimo suele ocurrir en concentraciones mucho más altas, por lo general de 20 a 25%. Sin embargo, Haloarchaea puede crecer hasta la saturación (aproximadamente 37% de sales). [17]
Las haloarqueas se encuentran principalmente en lagos hipersalinos y salinas solares. Sus altas densidades en el agua a menudo conducen a coloraciones rosadas o rojas del agua (las células poseen altos niveles de pigmentos carotenoides, presumiblemente para protección UV). [18] Algunos de ellos viven en depósitos subterráneos de sal de roca, incluido uno del Eoceno medio-tardío ( hace 38-41 millones de años). [19] Se han informado algunos incluso más antiguos de hace más de 250 millones de años. [20]
Adaptaciones al medio ambiente
Haloarchaea puede crecer a una w cercana a 0,75, sin embargo, una actividad de agua (a w ) inferior a 0,90 es inhibitoria para la mayoría de los microbios. [21] La cantidad de solutos causa estrés osmótico en los microbios, lo que puede causar lisis celular, desdoblamiento de proteínas e inactivación de enzimas cuando existe un desequilibrio suficientemente grande. [22] Las haloarqueas combaten esto reteniendo solutos compatibles como el cloruro de potasio (KCl) en su espacio intracelular para permitirles equilibrar la presión osmótica . [23] La retención de estas sales se conoce como el método de “entrada de sal” en el que la célula acumula una alta concentración interna de potasio. [24] Debido a los niveles elevados de potasio, las haloarqueas tienen proteínas especializadas que tienen una carga superficial muy negativa para tolerar concentraciones altas de potasio. [25]
Haloarchaea se ha adaptado para usar glicerol como fuente de carbono y energía en procesos catabólicos, que a menudo está presente en ambientes con alto contenido de sal debido a las especies de Dunaliella que producen glicerol en grandes cantidades. [24]
Fototrofia
La bacteriorrodopsina se usa para absorber la luz, que proporciona energía para transportar protones (H + ) a través de la membrana celular. El gradiente de concentración generado a partir de este proceso se puede utilizar para sintetizar ATP . Muchas haloarchaea también poseen pigmentos relacionados, incluida la halodopsina , que bombea iones de cloruro en la célula en respuesta a los fotones, creando un gradiente de voltaje y ayudando en la producción de energía a partir de la luz. Sin embargo, el proceso no está relacionado con otras formas de fotosíntesis que implican el transporte de electrones, y las haloarqueas son incapaces de fijar carbono a partir del dióxido de carbono . [26] Se ha propuesto la evolución temprana de las proteínas retinianas como la hipótesis de la Tierra púrpura . [5]
Formas celulares
Las haloarqueas a menudo se consideran pleomórficas o pueden adoptar una variedad de formas, incluso dentro de una sola especie. Esto dificulta la identificación por medios microscópicos, y ahora es más común utilizar técnicas de secuenciación de genes para la identificación.
Una de las Haloarchaea de formas más inusuales es la " Haloarchaea Cuadrada de Walsby ". Se clasificó en 2004 utilizando una solución de muy baja nutrición para permitir el crecimiento junto con una alta concentración de sal, de forma cuadrada y extremadamente delgada (como un sello postal ). Esta forma probablemente solo sea permitida por la alta osmolaridad del agua, lo que permite formas celulares que serían difíciles, si no imposibles, en otras condiciones.
Como exófilos
Las haloarqueas se han propuesto como un tipo de vida que podría vivir en Marte ; dado que la atmósfera marciana tiene una presión por debajo del punto triple del agua, las especies de agua dulce no tendrían hábitat en la superficie marciana. La presencia de altas concentraciones de sal en el agua reduce su punto de congelación, lo que en teoría permite que existan halófilos en el agua salada de Marte. [27]
Ver también
- Vida en Marte
- Hipótesis de la Tierra Púrpura
Referencias
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Otras lecturas
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Libros
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Bases de datos
- Referencias de PubMed para halobacterias
- Referencias de PubMed Central para halobacterias
- Referencias de Google Scholar para halobacterias
enlaces externos
- Página de taxonomía del NCBI para halobacterias
- Buscar Halobacterias en las páginas de taxonomía de Tree of Life
- Búsqueda de la página Species2000 para Halobacterias
- Página de MicrobeWiki para Halobacteria
- Página LPSN para Halobacterias
- Un sitio web educativo sobre haloarchaea
- HaloArchaea.com
- Página de inicio de Mike Dyall-Smith