Fotosíntesis en bacterias: bacterias púrpuras
Las bacterias son el Reino de seres vivos más diversos que podemos encontrar en el planeta. Durante millones de años de evolución se han adaptado a todo tipo de condiciones ambientales. Se pueden encontrar bacterias creciendo a más de 120 °C como a -15 °C. Existen bacterias capaces de extraer energía y carbono, las dos necesidades indispensables para la vida, de casi cualquier sustrato. Incluso se han encontrado bacterias que son capaces de vivir dentro de un reactor nuclear.
Algunas bacterias, a diferencia de las plantas, son capaces de realizar la fotosíntesis en ausencia de oxígeno. Puedes leer más sobre la fotosíntesis anoxigénica aquí (próximamente). De los tres grupos bacterianos capaces de fotosintetizar, las cianobacterias fueron el recurso que adquirieron los eucariotas para desarrollar la fotosíntesis. Puedes leer más sobre las cianobacterias en su propio artículo aquí (próximamente) y sobre la teoría endosimbiotica de la adquisición de las cianobacterias por parte de los eucariotas para transformarlas en los cloroplastos vegetales aquí (próximamente). Las bacterias conocidas capaces de realizar la fotosítesis anoxigénica son muy pocas especies, unas 50. De ellas 9 forman las llamadas bacterias verdes, que pueden ser sulfúreas o no. Lee más de ellas aquí (próximamente). Finalmente la otra cuarentena de bacterias forman las denominadas bacterias rojas o púrpuras de las que hablaremos a continuación.
Filogenia e historia evolutiva: Las bacterias rojas conocidas poseen una alta diversidad genética, el genoma de las diferentes especies, va desde 40 a 70 moles de peso. Estas grandes diferencias han llevado a estudios de ARN ribosómico que han determinado que a pesar de poseer todas sistemas fotosintéticos, estas bacterias no están estrechamente relacionadas, sino que forman diversos grupos derivados de grupos de proteobacterias diferentes.
Las bacterias rojas no del azufre se incluyen filogenéticamente dentro de las alfa y las beta proteobacterias. Algunos Ordenes importantes son Rhodopirillales y Rhizobiales. Dentro de otros Ordenes encontramos las familias: Rhodobacterraceae, Rhodocylaceae o Comamonadaceae. Por su parte las baterías púrpuras del azufre se incluyen dentro de las gamma proteobacterias y constituyen el orden Chromatiales. Los sistemas fotosintéticos tan semejantes entre bacterias de grupos tan separados pueden ser debido a la transferencia horizontal de material genético, común en bacterias.
Descripción: se reproducen por división binaria o gemación. La mayoría de ellas presentan flagelos, aunque unas pocas son inmóviles. Para su fotosíntesis emplean la bacterioclorofila a o b, además de varios carotenoides, que les dan su coloración que va desde el naranja y el marrón, hasta el rojo y el púrpura. Estos fotosistemas se sitúan en la membrana celular, que se invagina formando centros reactivos con forma de sacos o tubos.
Bacterias púrpuras crecidas en placa
Las bacterias rojas son capaces de crecer en ambientes con compuestos orgánicos e inorgánicos, realizando la fotosíntesis empleando compuestos orgánicos o inorgánicos como donado de electrones, fotoheterotrofía y fotoautotrofía respectivamente.
Las bacterias sulfúreas son fotoautotrofas obtienen el carbono del CO2 y su donador de electrones principal es el ácido sulhídrico (H2S) formandose sulfuro o emplean directamente el azufre (S2). Además son anaerobias estrictas, solo crecen en ambientes sin oxígeno.
Mientras que las no sulfúreas pueden vivir en ambientes con oxígeno o sin él. Su fotosíntesis es fotoheterótrofa, obtiene el carbono de compuestos orgánicos, como el acetato o el ácido butírico y su donador de electrones es el oxígeno en ambientes que lo tenga o pueden usar compuestos inorgánicos (normalmente el H2) para este fin en ambientes anaerobios.