Organismo aerobio
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Organismo aerobios. Se denominan organismos aerobios o aeróbicos a los organismos que pueden vivir o desarrollarse en presencia de oxígeno diatómico. El concepto se aplica no sólo a organismos sino también a los procesos implicados ("metabolismo aeróbio") y a los ambientes donde se llevan a cabo. Un "ambiente aerobio" es aquel rico en oxígeno, a diferencia del anaerobio, donde el oxígeno está ausente, o uno microaerófilo, donde el oxígeno se encuentra en muy bajos niveles.
Sumario
Surgimiento
El metabolismo aerobio (respiración) surgió en la evolución después de que la fotosíntesis oxigénica, la forma más común de fotosíntesis, liberó a la atmósfera oxígeno, el cual había sido muy escaso hasta entonces. Inicialmente representó una forma de contrarrestar la toxicidad del oxígeno, más que una manera de aprovecharlo. Como la oxidación de la glucosa y otras sustancias libera mucha más energía que su utilización anaerobia por ejemplo, la fermentación, los seres aerobios pronto se convirtieron en los organismos dominantes en la Tierra.
El antepasado común de los organismos eucariontes (con células nucleadas) adquirió la capacidad de realizar el metabolismo aerobio integrando a una bacteria aerobia como orgánulo permanente, la mitocondria (endosimbiosis).
La aerobiosis es un proceso de respiración celular, en el que se usa el oxígeno para la oxidación del sustrato (por ejemplo azúcares y grasas, para obtener energía). Un buen ejemplo es la oxidación de la glucosa (un monosacárido) en la respiración aeróbica.
Resumen de Categorías
- Metabolismo
- Respiración celular
- Lo opuesto a lo aerobio es lo anaerobio. En este caso, los organismos anaerobios (que también pueden mencionarse como anaeróbicos) no emplean oxígeno en sus actividades metabólicas.
- El proceso evolutivo que derivó en el desarrollo de la aerobiosis comenzó en la fotosíntesis oxigénica. En esta fotosíntesis, el agua aporta electrones y produce la liberación de oxígeno a modo de subproducto del proceso. Esta fotosíntesis comenzó a enviar una gran cantidad de oxígeno a la atmósfera. Los organismos aerobios, aprovechando la energía liberada a partir de la oxidación de diferentes sustancias, lograron establecerse como dominantes en el planeta.
Más allá de que cuando pensamos en bacterias, erróneamente las relacionamos sólo con enfermedades casi que de inmediato, las bacterias ocupan un lugar más que fundamental en nuestras vidas y en el funcionamiento del ecosistema, y por suerte, nuestro planeta está repleto de ellas. Así es que existen toda clase de bacterias, de distintas formas y tamaños, que cumplen todo tipo de funciones. Por eso, las bacterias son sumamente interesantes y siendo tan importantes para nosotros, mientras más sepamos de ellas, mejor, lo que explica los continuos y amplísimos estudios bacteriológicos.
Clasificación de bacterias
Las bacterias se clasifican de dos maneras, de acuerdo a sus capacidades para sobrevivir con o sin oxígeno. En el caso de nuestras protagonistas, las bacterias aerobias forman parte de un tipo de organismo que necesita de un ambiente que contenga oxígeno diatómico (un gas compuesto por dos átomos de oxígeno) para poder existir y desarrollarse adecuadamente, es decir, éstas bacterias necesitan oxígeno para la respiración celular.
El metabolismo aerobio de muchos organismos es una consecuencia evolutiva de la fotosíntesis, que comenzó a liberar grandes cantidades de oxígeno y que inicialmente resultó tóxico para muchos seres vivientes. Sin embargo, muchos aprendieron a utilizarlo, oxidando con él químicos tales como la glucosa. Esto permitió liberar mucha más energía que los procesos anaerobios (aquellos que no utilizan oxígeno) haciendo de los organismos aerobios los predominantes sobre la faz de la tierra.
Tipos de organismos aerobios
- Aerobios Obligados: Estos requieren oxígeno para la respiración celular aerobia. Utilizan el oxígeno para oxidar sustratos (tales como grasas y azúcares) para obtener energía.
- Anaerobios Facultativos: Pueden emplear oxígeno pero también tienen la capacidad de producir energía por medios anaeróbicos.
- Microaerófilos: Emplean oxígeno pero en cantidades muy bajas.
- Aerotolerantes: Pueden sobrevivir en presencia de oxígeno pero no lo emplean ya que son anaeróbicos.
Ejemplos de Bacterias aerobias
- Bacilos
- Mycobacterium tuberculosis
- Nocardia
- Lactobacillus
- Pseudomonas
- Staphylococcus (facultativo)
- Especies de Enterobacteriaceae (facultativas)
Sinopsis
Los Organismos Aerobios modernos trasladan la energía de enlaces químicos en las moléculas del alimento a la energía del enlace del ATP y para eso utilizan el oxígeno como aceptor terminal de los electrones extraídos de las moléculas de alimento. La capacidad para usar oxígeno en la oxidación de nutrientes como la glucosa y ácidos grasos produce una cantidad de energía mucho mayor que la fermentación. La liberación de oxígeno por acción de las cianobacterias comenzó hace cerca de 2 300 millones de años. Aun así, muchos datos geoquímicos indican que el oxígeno no empezó a acumularse en la atmósfera durante varios cientos de millones de años. En este enorme intervalo temporal, el potente agente oxidante O2 reaccionó con iones y moléculas reducidas, lo que comenzó la transición gradual de un ambiente reductor a uno oxidante. Estas reacciones incluyen la síntesis de nitrógeno molecular a partir de amoniaco (4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O) y la conversión de iones metálicos hidrosolubles en óxidos metálicos insolubles. Por ejemplo, la reacción de oxígeno con la gran cantidad de Fe2+ en el océano primitivo condujo a la formación de los depósitos de hierro en banda. Conforme empezó a acumularse el oxígeno atmosférico hace 2 000 millones de años, los organismos existentes se enfrentaron a un problema muy grave: iones tóxicos de oxígeno y peróxidos, referidos como especies reactivas de oxígeno (ROS, reactive oxygen species). Las ROS reaccionan con las biomoléculas y las dañan o destruyen. Por consiguiente, la exposición a O2 actuó como una intensa presión de selección. Las especies que existieron en este periodo evolucionaron mediante la adaptación al oxígeno o se extinguieron. Los organismos modernos se clasifican con base en las estrategias que usan para enfrentar las ROS o usar el O2 en la generación de energía:
- Los anaerobios obligados son organismos que sólo crecen en ausencia de oxígeno (es decir, viven en ambientes con bajo contenido de oxígeno como la tierra). Utilizan procesos fermentadores para satisfacer sus necesidades energéticas.
- Los anaerobios tolerantes al aire, que dependen también de la fermentación para sus necesidades energéticas, poseen enzimas destoxificantes y moléculas antioxidantes que les protegen de los productos tóxicos del oxígeno.
- Los anaerobios facultativos poseen los mecanismos necesarios para eliminar a los metabolitos del oxígeno y también pueden generar energía utilizando el oxígeno como aceptor electrónico cuando se encuentra presente el gas.
- Los aerobios obligados dependen en gran medida del oxígeno para producir energía. Se protegen a sí mismos de las consecuencias potencialmente peligrosas.
