microorganismos marinos

Los bacteriófagos , a menudo llamados simplemente fagos , son virus que parasitan bacterias y arqueas. Los fagos marinos parasitan bacterias y arqueas marinas, como las cianobacterias . ^{[ 38 ]} Son un grupo común y diverso de virus y son la entidad biológica más abundante en los ambientes marinos, porque sus huéspedes, las bacterias, son típicamente la vida celular numéricamente dominante en el mar. Generalmente hay alrededor de 1 millón a 10 millones de virus en cada mL de agua de mar, o aproximadamente diez veces más virus de ADN de doble cadena que organismos celulares, ^{[ 39 ] [ 40 ]} aunque las estimaciones de abundancia viral en el agua de mar pueden variar en un amplio rango. ^{[ 41 ] [ 42 ]} Durante mucho tiempo, los fagos con cola del orden Caudovirales parecieron dominar los ecosistemas marinos en número y diversidad de organismos. ^{[ 38 ]} Sin embargo, como resultado de investigaciones más recientes, los virus sin cola parecen ser dominantes en múltiples profundidades y regiones oceánicas, seguidos por las familias Caudovirales de miovirus, podovirus y sifovirus. ^{[ 43 ]} También se sabe que los fagos pertenecientes a las familias: Corticoviridae , ^{[ 44 ]} Inoviridae , ^{[ 45 ]} Microviridae , ^{[ 46 ]} y Autolykiviridae ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]} infectan diversas bacterias marinas.

También existen virus arqueanos que se replican dentro de las arqueas : se trata de virus de ADN de doble cadena con formas inusuales y, a veces, únicas. ^{[ 51 ] [ 52 ]} Estos virus se han estudiado con mayor detalle en las arqueas termófilas , en particular en los órdenes Sulfolobales y Thermoproteales . ^{[ 53 ]}

Los microorganismos constituyen aproximadamente el 70 % de la biomasa marina. ^{[ 9 ]} Se estima que los virus matan el 20 % de esta biomasa cada día y que hay 15 veces más virus en los océanos que bacterias y arqueas. Los virus son los principales agentes responsables de la rápida destrucción de las floraciones de algas nocivas , ^{[ 40 ]} que a menudo matan a otras formas de vida marina. ^{[ 54 ]} El número de virus en los océanos disminuye a medida que nos alejamos de la costa y a mayor profundidad, donde hay menos organismos huéspedes. ^{[ 16 ]}

Los virus son un importante medio natural de transferencia de genes entre diferentes especies, lo que aumenta la diversidad genética e impulsa la evolución. ^{[ 32 ]} Se cree que los virus desempeñaron un papel central en la evolución temprana, antes de la diversificación de bacterias, arqueas y eucariotas, en la época del último ancestro común universal de la vida en la Tierra. ^{[ 55 ]} Los virus siguen siendo uno de los mayores reservorios de diversidad genética inexplorada en la Tierra. ^{[ 16 ]}

Los virus normalmente tienen una longitud de entre 20 y 300 nanómetros. Esto contrasta con la longitud de las bacterias, que comienza en unos 400 nanómetros. También existen virus gigantes , a menudo llamados giruses , que suelen medir unos 1000 nanómetros (un micrón) de longitud. Todos los virus gigantes pertenecen al filo Nucleocytoviricota (NCLDV), junto con los poxvirus . El más grande conocido de estos es el Tupanvirus . Este género de virus gigante fue descubierto en 2018 en las profundidades del océano y en un lago salino, y puede alcanzar hasta 2,3 micras de longitud total. ^{[ 56 ]}

El descubrimiento y posterior caracterización de los virus gigantes ha desencadenado cierto debate sobre sus orígenes evolutivos. ^{[ 57 ]} Las dos hipótesis principales sobre su origen son que evolucionaron a partir de virus pequeños, que adquirieron ADN de organismos huéspedes, o que evolucionaron a partir de organismos muy complejos hasta su forma actual, que no es autosuficiente para la reproducción. ^{[ 58 ]} El tipo de organismo complejo del que podrían haber divergido los virus gigantes también es objeto de debate. Una propuesta plantea que el punto de origen representa en realidad un cuarto dominio de la vida, ^{[ 59 ] [ 60 ]} pero esta ha sido ampliamente descartada. ^{[ 61 ] [ 62 ]}

Las bacterias constituyen un amplio dominio de microorganismos procariotas . Con una longitud típica de unos pocos micrómetros , presentan diversas formas, desde esféricas hasta bastones y espirales. Fueron de las primeras formas de vida en aparecer en la Tierra y están presentes en la mayoría de sus hábitats . Habitan el suelo, el agua, las fuentes termales ácidas , los residuos radiactivos [ ^{63 ]} y las profundidades de la corteza terrestre . Además ^, viven en relaciones simbióticas y parasitarias con plantas y animales.

Consideradas antiguamente plantas pertenecientes a la clase Schizomycetes , las bacterias ahora se clasifican como procariotas . A diferencia de las células de los animales y otros eucariotas , las células bacterianas no contienen núcleo y rara vez poseen orgánulos unidos a la membrana . Si bien el término bacteria tradicionalmente incluía a todos los procariotas, la clasificación científica cambió tras el descubrimiento en la década de 1990 de que los procariotas consisten en dos grupos de organismos muy diferentes que evolucionaron a partir de un antiguo ancestro común. Estos dominios evolutivos se denominan Bacteria y Archaea . ^{[ 64 ]}

Los ancestros de las bacterias modernas fueron microorganismos unicelulares que fueron las primeras formas de vida en aparecer en la Tierra, hace unos 4 mil millones de años. Durante unos 3 mil millones de años, la mayoría de los organismos fueron microscópicos, y las bacterias y las arqueas fueron las formas de vida dominantes. ^{[ 65 ] [ 66 ]} Aunque existen fósiles bacterianos , como los estromatolitos , su falta de morfología distintiva impide que se utilicen para examinar la historia de la evolución bacteriana o para datar el tiempo de origen de una especie bacteriana en particular. Sin embargo, las secuencias genéticas pueden utilizarse para reconstruir la filogenia bacteriana , y estos estudios indican que las bacterias divergieron primero del linaje arqueal/eucariota. ^{[ 67 ]} Las bacterias también estuvieron involucradas en la segunda gran divergencia evolutiva, la de las arqueas y los eucariotas. Aquí, los eucariotas resultaron de la entrada de bacterias antiguas en asociaciones endosimbióticas con los ancestros de las células eucariotas, que a su vez posiblemente estaban relacionadas con las arqueas . ^{[ 68 ] [ 69 ]} Esto implicó la fagocitosis por células protoeucariotas de simbiontes alfaproteobacterianos para formar mitocondrias o hidrogenosomas , que todavía se encuentran en todos los eucariotas conocidos. Más tarde, algunos eucariotas que ya contenían mitocondrias también fagocitaron organismos similares a cianobacterias. Esto condujo a la formación de cloroplastos en algas y plantas. También hay algunas algas que se originaron a partir de eventos endosimbióticos aún más tardíos. Aquí, los eucariotas fagocitaron un alga eucariota que se desarrolló en un plastidio de "segunda generación". ^{[ 70 ] [ 71 ]} Esto se conoce como endosimbiosis secundaria .

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  La bacteria marina Thiomargarita namibiensis , la bacteria más grande conocida.
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  Las proliferaciones de cianobacterias pueden contener cianotoxinas letales.
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  Los cloroplastos de las glaucofitas tienen una capa de peptidoglicano , evidencia que sugiere su origen endosimbiótico a partir de cianobacterias . ^{[ 72 ]}
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  La bacteria Marinomonas arctica crece dentro del hielo marino del Ártico a temperaturas bajo cero.

Pelagibacter ubique y sus parientes podrían ser los organismos más abundantes en el océano, y se ha afirmado que posiblemente sean las bacterias más abundantes del mundo. Constituyen alrededor del 25 % de todas las células del plancton microbiano , y en verano pueden representar aproximadamente la mitad de las células presentes en el agua superficial de los océanos templados. La abundancia total de P. ubique y sus parientes se estima en alrededor de 2 × 10²⁸ ^microbios . ^{[ 73 ]} Sin embargo, en febrero de 2013 , la revista Nature informó del descubrimiento del bacteriófago HTVC010P , que ataca a P. ubique , y afirmó que "probablemente sea realmente el organismo más común del planeta". ^{[ 74 ] [ 75 ]}

La bacteria más grande conocida, la marina Thiomargarita namibiensis , puede ser visible a simple vista y a veces alcanza los 0,75 mm (750 μm) . ^{[ 76 ] [ 77 ]}  

Las arqueas (del griego « antiguo» ^{[ 79 ]} ) constituyen un dominio y reino de microorganismos unicelulares . Estos microbios son procariotas , lo que significa que no tienen núcleo celular ni ningún otro orgánulo rodeado de membrana en sus células.

Las arqueas fueron clasificadas inicialmente como bacterias , pero esta clasificación está desactualizada. ^{[ 80 ]} Las células arqueas poseen propiedades únicas que las distinguen de los otros dos dominios de la vida: Bacteria y Eukaryota . Las arqueas se subdividen en múltiples filos reconocidos . Su clasificación es difícil porque la mayoría no han sido aisladas en el laboratorio y solo se han detectado mediante el análisis de sus ácidos nucleicos en muestras de su entorno.

Las arqueas y las bacterias son generalmente similares en tamaño y forma, aunque algunas arqueas tienen formas muy extrañas, como las células planas y cuadradas de Haloquadratum walsbyi . ^{[ 81 ]} A pesar de esta similitud morfológica con las bacterias, las arqueas poseen genes y varias vías metabólicas que están más estrechamente relacionadas con las de los eucariotas, en particular las enzimas involucradas en la transcripción y la traducción . Otros aspectos de la bioquímica de las arqueas son únicos, como su dependencia de los lípidos de éter en sus membranas celulares , como los arqueoles . Las arqueas usan más fuentes de energía que los eucariotas: estas van desde compuestos orgánicos , como azúcares, hasta amoníaco , iones metálicos o incluso gas hidrógeno . Las arqueas tolerantes a la sal (las Haloarchaea ) usan la luz solar como fuente de energía, y otras especies de arqueas fijan carbono ; sin embargo, a diferencia de las plantas y las cianobacterias , ninguna especie conocida de arquea hace ambas cosas. Las arqueas se reproducen asexualmente por fisión binaria , fragmentación o gemación ; a diferencia de las bacterias y los eucariotas, ninguna especie conocida forma esporas .

Las arqueas son particularmente numerosas en los océanos, y las arqueas del plancton podrían ser uno de los grupos de organismos más abundantes del planeta. Las arqueas son una parte fundamental de la vida en la Tierra y podrían desempeñar funciones tanto en el ciclo del carbono como en el ciclo del nitrógeno . Los termoproteota (también conocidos como eocitos o crenarqueota) son un filo de arqueas que se cree que es muy abundante en los ambientes marinos y uno de los principales contribuyentes a la fijación del carbono. ^{[ 82 ]}

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  Los eocitos podrían ser las arqueas marinas más abundantes.
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  Las halobacterias , que se encuentran en aguas casi saturadas de sal, ahora se reconocen como arqueas.
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  Células planas y de forma cuadrada de la arquea Haloquadratum walsbyi.
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  Methanosarcina barkeri , una arquea marina que produce metano
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  Los termófilos , como Pyrolobus fumarii , sobreviven bien a temperaturas superiores a los 100  °C.

Los protistas son eucariotas que no pueden clasificarse como plantas, hongos ni animales. Suelen ser unicelulares y microscópicos. La vida se originó a partir de procariotas unicelulares (bacterias y arqueas) y posteriormente evolucionó hacia eucariotas más complejos . Los eucariotas son las formas de vida más evolucionadas, conocidas como plantas, animales, hongos y protistas. El término protista se empezó a usar históricamente como un término de conveniencia para los eucariotas que no pueden clasificarse estrictamente como plantas, animales u hongos. No forman parte de la cladística moderna, ya que son parafiléticos (carecen de un ancestro común).