Biologia de los microorganismos (1093)

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C A P Í T U L O
20 Ciclos de los nutrientes
microbiología actual
Cables eléctricos microbianos
Un área interesante y novedosa de investigación microbiológica 
se centra en el modo en que se reducen en ausencia de oxígeno 
los aceptores insolubles de electrones, como los óxidos de hie-
rro o manganeso. Aunque se pensaba que en la superficie de las 
células bacterianas existen estructuras conductoras de electricidad 
que envían los electrones a los aceptores insolubles, se descono-
cían los detalles moleculares del proceso. Sin embargo, un descu-
brimiento reciente con un sistema aceptor de electrones soluble 
puede arrojar luz sobre este misterio. 
Se describió que una bacteria filamentosa de morfología singu-
lar, relacionada con las bacterias reductoras de sulfato, podía oxidar 
sulfuro de hidrógeno (H
2
S) en sedimentos marinos usando oxígeno 
(O
2
) como aceptor de electrones1. Sin embargo, el sulfuro y el oxí-
geno se mantenían separados entre sí por más de un centímetro, lo 
que obviamente planteaba la cuestión de cómo podían acoplarse 
las reacciones de transferencia entre el donador y el aceptor. 
Los análisis microscópicos y otros realizados con microsen-
sores revelaron que las bacterias filamentosas se extendían verti-
calmente como filamentos individuales para conectar la superficie 
óxica con la zona anóxica rica en sulfuro. La capacidad de estos 
filamentos para acoplar la transferencia de electrones en distancias 
largas se demostró utilizando un cable ultrafino que se interpuso 
entre la zona óxica y la anóxica; esto causó un cortocircuito en los 
filamentos y detuvo la oxidación del sulfuro.
Este notable sistema de transferencia de electrones se relacionó 
con estructuras semejantes a cables que formaban un anillo alrede-
dor de cada filamento bacteriano y que ocupaban toda su longitud 
(fotos). Se interpreta que estas estructuras funcionan como «cables 
eléctricos vivos» acoplando la transferencia de los electrones que 
proceden de la oxidación del sulfuro que ocurre en un extremo del 
filamento con la reducción del oxígeno en el otro extremo.
El mecanismo exacto de esta notable característica metabó-
lica y su relación con los sistemas que las bacterias usan para 
reducir óxidos metálicos están aún por determinar. No obstante, 
parece claro que la transferencia de electrones mediada por bac-
terias puede darse a distancias relativamente grandes para aco-
plar los procesos de oxidación y reducción por pérdida y ganancia 
de electrones. 
1Pfeffer, C., et al. 2012. Filamentous bacteria transport electrons over centimetre dis-
tances. Nature 491: 218-221.
I Los ciclos del carbono, 
del nitrógeno y del azufre 680
II Otros ciclos de nutrientes 688
III Los seres humanos y los ciclos 
de los nutrientes 694 
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	Capítulo 20 Ciclos de los nutrientes
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