Ciencia

Las 12 diferencias entre arqueas y bacterias

Las arqueas y las bacterias, pese a ser organismos unicelulares procariotas, pertenecen a dos dominios distintos. Al separarse hace más de 3.500 millones de años, son seres totalmente diferentes.
Diferencias arqueas bacterias

¿Cómo de diferentes somos las personas respecto a, por ejemplo, un atún? Mucho, ¿verdad? Pues bien, la línea evolutiva que daría lugar a los seres humanos se separó de los peces hace “solo” 400 millones de años. Y si con este tiempo, las diferencias son tan enormes, imagina cómo de distintos serían dos organismos que se separaron hace 3.500 millones de años.

Estamos hablando, en efecto, de las arqueas y las bacterias. Dos grupos de seres vivos considerados prácticamente como sinónimos, pero que no podrían ser más distintos. Pese a ser ambos organismos unicelulares procariotas, comparten muy pocas características.

Tanto es así, que con la diferenciación en tres dominios, cada una pertenece a uno. En este sentido, los seres vivos se diferencian en tres dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya (donde estamos todos los animales, plantas, hongos, protozoos y cromistas).

Por ello, en el artículo de hoy, y con el objetivo de comprender exactamente por qué las arqueas y las bacterias son tan distintas, haremos un repaso de todas sus diferencias morfológicas, ecológicas, metabólicas y fisiológicas.

¿Qué es una bacteria? ¿Y una arquea?

Con el término de bacteria, estamos muy familiarizados. Pero con el de arquea, no tanto. De ahí que estos organismos microscópicos sean considerados erróneamente como un tipo de bacteria. Y ya hemos dicho que se separaron evolutivamente hace más de 3.500 millones de años. Llevan, de forma prácticamente literal, todo el tiempo del mundo separados.

Como ya hemos comentado, ambos grupos de organismos son seres unicelulares procariotas, pero las similitudes terminan ahí. Y antes de analizar específicamente sus diferencias, es importante definirlos individualmente. Vamos allá.

Bacterias: ¿qué son?

Las bacterias son organismos unicelulares procariotas, cosa que significa que, a diferencia de los eucariotas, no disponen de un núcleo delimitado donde almacenar el ADN (este flota en el citoplasma) ni de orgánulos celulares en el citoplasma.

Conforman su propio dominio dentro de la diversidad de seres vivos y, como ya hemos mencionado, se diferenciaron de las arqueas hace 3.500 millones de años y partiendo de un antepasado común. En este sentido, son, junto a estas arqueas, los precursores de la vida.

Pero esto no significa, ni de lejos, que sean seres primitivos. Y es que las bacterias se han adaptado a los distintos ecosistemas y cambios ecológicos de la Tierra como ningún otro. Y prueba de ello es que son el grupo de seres vivos más diverso del planeta.

Se cree que en la Tierra podría haber 6 millones de millones de trillones de bacterias pertenecientes a más de 1.000 millones de especies distintas (registradas hay unas 10.000). Para ponerlo en perspectiva, se estima que en el reino animal podría haber, como mucho, 7,7 millones de especies, de las cuales hemos identificado 953.000.

Con un tamaño que oscila entre los 0,5 y los 5 micrómetros (la milésima parte de un milímetro), las bacterias han sido capaces de desarrollar cualquier tipo de metabolismo: desde la fotosíntesis hasta la quimioautotrofía (“alimentándose” de sustancias inorgánicas), pasando, evidentemente, por los comportamientos patogénicos.

De todos modos, pese a su mala fama, de las 1.000.000.000 de especies de bacterias, solo 500 son patógenas para el ser humano. Es una forma más de metabolismo, pero no la más común. De hecho, ya no solo es que no todas sean dañinas, sino que muchas tienen interés industrial e incluso forman parte de nuestro microbioma.

Nuestro cuerpo es el hábitat de millones de millones de bacterias que, lejos de causarnos daños, nos ayudan a estar saludables. En una sola gota de saliva podría haber más de 100 millones de bacterias pertenecientes a 600 especies diferentes. Y en nuestros intestinos, más de un millón de millones de 40.000 especies distintas.

En resumen, las bacterias son organismos unicelulares procariotas que, diferenciándose de las arqueas hace 3.500 millones de años, han logrado una diversidad morfológica, fisiológica y ecológica increíblemente grande. Son los seres más diversos y abundantes de la Tierra.

Bacterias

Arqueas: ¿qué son?

Más que decir qué son, es importante empezar diciendo qué no son. Las arqueas no son bacterias. Y más allá de ser unicelulares procariotas, no tienen nada que ver. Las arqueas constituyen su propio dominio dentro de los seres vivos porque, tras realizar análisis genéticos, vieron que eran totalmente distintas a las bacterias.

Y no es de extrañar, pues el último antepasado común entre ambos dominios procariotas vivió hace más de 3.500 millones de años. El problema es que, al ser unicelulares procariotas, mediante un microscópico, pueden parecer iguales. Pero a nivel genético, son como la noche y el día.

Las arqueas, pues, son organismos unicelulares procariotas que, a diferencia de las bacterias, no han sido tan capaces de evolucionar y adaptarse a los cambios climáticos por los que ha pasado la Tierra. Y al proceder de una época donde, entre muchas otras cosas, no había oxígeno en la atmósfera (de hecho, era tóxico para los microorganismos), se han quedado rezagadas evolutivamente, habitando ecosistemas similares a los de esa Tierra primitiva.

Las arqueas, pese a que evidentemente han evolucionado, no han sido capaces de hacerlo como las bacterias. En este sentido, su metabolismo está mucho más limitado y, además, siguen viviendo especialmente en regiones que simulan a la Tierra joven, los cuales, desde nuestra perspectiva, son lugares extremos, como por ejemplo fuentes hidrotermales, lagos hipersalinos, ambientes extremadamente ácidos, regiones sin oxígeno, etc.

Por ello, las arqueas son siempre quimioautótrofas, por lo que obtienen la materia y la energía de la degradación de compuestos inorgánicos como el ácido sulfhídrico, el hierro ferroso, el amoníaco, el sulfuro de hidrógeno, etc. Tienen un metabolismo muy primitivo y no hay ninguna especie capaz de realizar la fotosíntesis ni mucho menos de colonizar tejidos de otros seres vivos. Esto significa, por lógica, que no hay ninguna arquea patógena. Ni una sola.

Por lo tanto, es de esperar que ni su diversidad ni su abundancia sea tan grande como la de bacterias. De todos modos, cuanto más aprendemos de ellas (hay que tener en cuenta que conformaron su dominio hace poco más de 40 años, en 1977), más nos damos cuenta que quizás estábamos menospreciándolas.

Y es que pese a que no hay estimaciones exactas del número de especies (se han identificado unas 500), se cree que podrían conformar hasta el 20% de la biomasa del planeta Tierra, pues parece ser que en los océanos podrían ser muy abundantes e imprescindibles en las cadenas tróficas. Pero eso no quita que sean el grupo de organismos más primitivo del planeta. Mucho más que las bacterias.

Arqueas

¿En qué se diferencia una bacteria de una arquea?

Habiéndolas definido individualmente, seguro que quedan muy claras las diferencias. Y es que, como vemos, la única similitud clara que tienen es que ambas son unicelulares (lo que lleva a que sean similares en tamaño y forma) y procariotas. Más allá de esto, son totalmente distintos. No olvidemos que se separaron hace 3.500 millones de años. Los humanos estamos más cerca evolutivamente a un arbusto. Veamos las principales diferencias entre ambos dominios.

1. Se separaron hace unos 3.500 millones de años

Más que una diferencia, es un hecho responsable de que sean tan distintas. Y es que, como ya hemos dicho, tanto bacterias como arqueas proceden de un antepasado común, pero sus líneas evolutivas se separaron hace más de 3.500 millones de años, cuando la Tierra apenas tenía 1.000 millones de años de vida.

Separación bacterias arqueas

2. Las arqueas no pueden ser patógenas

Las bacterias pueden comportarse como patógenos e infectar a otros seres vivos pluricelulares. En el caso de los humanos, se cree que hay unas 500 especies de bacterias capaces de colonizar nuestro cuerpo y hacernos enfermar. Y de estas, unas 50 son peligrosas. En el caso de las arqueas, en cambio, no hay ni una sola especie patógena. Ni para el ser humano ni para ningún otro organismo.

3. Ninguna arquea realiza la fotosíntesis

Las cianobacterias son un grupo de bacterias capaces de realizar la fotosíntesis que, hace 2.400 millones de años, provocaron el fenómeno de la Gran Oxidación, llenando la atmósfera de oxígeno y haciendo que pasáramos de un 0% a un 28%. En el dominio de las arqueas, en cambio, no hay ni una sola especie capaz de utilizar la luz solar como fuente de energía.

4. Las bacterias pueden realizar cualquier metabolismo; las arqueas, no

Como venimos comentando, las bacterias han sido capaces de desarrollar, a lo largo de estos 3.500 millones de años, la capacidad de realizar cualquier tipo de metabolismo. Tenemos especies fotoautótrofas (que realizan la fotosíntesis), quimioautótrofas (obtienen la energía de la degradación de compuestos inorgánicos) y heterótrofas (obtienen la energía de la degradación de la materia orgánica, como los animales y los hongos, por ejemplo).

En las arqueas, en cambio, jamás encontraremos especies fotoautótrofas ni heterótrofas. Solo quimioautótrofas. Es decir, todas las arqueas obtienen la materia y la energía de la degradación de sustancias químicas como el ácido sulfhídrico, el hierro ferroso, el amoníaco, el sulfuro de hidrógeno, etc, compuestos abundantes en los lugares que habitan.

5. Las arqueas son organismos mucho más primitivos

La quimioautotrofía es la forma de metabolismo más primitiva, pues cubre las necesidades que había en la Tierra joven, donde no había ni oxígeno ni prácticamente materia orgánica de la que alimentarse. Como ya hemos dicho, las arqueas se han quedado más rezagadas evolutivamente, pues siguen habitando regiones que simulan las condiciones de una Tierra más primitiva. Las bacterias, en cambio, han evolucionado mucho más.

Arqueas primitivas

6. De bacterias hemos identificado 10.000 especies; de arqueas, 500

El hecho de que las bacterias hayan evolucionado más y se hayan adaptado a los cambios ecológicos y climáticos por los que ha pasado la Tierra explica su enorme biodiversidad. Y, a pesar de haber descubierto 10.000 especies, se cree que, teniendo en cuenta que el número real sería de 1.000 millones de especies, apenas hemos registrado el 1% de todas. De arqueas no se sabe exactamente cuántas podría haber, pero hemos registrado muchas menos: 500.

7. Las arqueas viven especialmente en ambientes extremos; las bacterias, no

El hecho de estar tan limitadas por su metabolismo y por seguir adaptadas a un tiempo donde, entre muchas otras cosas, no había oxígeno y las condiciones ambientales eran extremas, hace que, a día de hoy, las arqueas habiten regiones totalmente inhóspitas para nosotros. Fuentes hidrotermales, lagos hipersalinos, regiones muy ácidas, ecosistemas sin oxígeno…

Las bacterias también pueden encontrarse en estas regiones, pero no viven especialmente en ellas. Es decir, pueden vivir en condiciones extremas, pero han evolucionado para vivir en lugares más “normales”.

Ahora bien, poco a poco, esta idea de que las arqueas solo viven en lugares extremos está cambiando. Y es que los últimos estudios demuestran que, si bien son especialmente comunes en regiones extremas, también pueden encontrarse en los océanos (se cree que la proporción sería de un 80% de bacterias y un 20% de arqueas) e incluso en los suelos terrestres (aunque aquí la proporción sería de un 98% de bacterias y un 2% de arqueas).

8. Su pared celular es diferente

Tanto las bacterias como las arqueas disponen de pared celular, es decir, una cubierta que recubre la membrana plasmática y que les da rigidez, permite la comunicación con el exterior y las protege del medio. Pero a nivel estructural son muy diferentes: la pared bacteriana tiene peptidoglicano (un tipo de polímero) y la arquea, no. Pese a parecer un hecho sin importancia, fue una de las evidencias para confirmar que debían pertenecer a dos dominios distintos.

Pared celular bacteria

9. Las arqueas llegan a tamaños más pequeños y más grandes

El tamaño de las bacterias oscila entre los 0,5 y los 5 micrómetros, mientras que el de las arqueas oscila entre los 0,1 y los 15 micrómetros. Por lo tanto, algunas arqueas pueden ser más grandes que algunas células eucariotas (los glóbulos rojos miden 8 micrómetros), pero las bacterias no.

10. Sus mecanismos de replicación del ADN son diferentes

Las arqueas utilizan mecanismos celulares de replicación (hacer copias del ADN), de transcripción (pasar de ADN a ARN) y de traducción (sintetizar proteínas a partir de la lectura del ARN) similares a los de las células eucariotas pero distintos a los de las bacterianas. De ahí que se considere a las arqueas como el eslabón perdido entre las bacterias y los seres eucariotas, como los animales, las plantas y los hongos.

11. Las arqueas son menos abundantes

No hay estimaciones exactas, pero todos los estudios parecen indicar que la abundancia de bacterias es mucho mayor. Por algo son los seres vivos más abundantes de la Tierra, pues pueden encontrarse en cualquier ambiente. Ahora bien, pese a que el papel de las arqueas se ha menospreciado, las últimas investigaciones apuntan a que podrían conformar casi el 20% de la biomasa de la Tierra. Pero sea como sea, hay más bacterias que arqueas.

12. Nuestra flora microbiana está formada principalmente por bacterias

Como ya hemos comentado, las bacterias forman parte de nuestro cuerpo, conformando lo que se conoce como flora o microbiota, que son el conjunto de comunidades de microorganismos que habitan nuestros órganos y tejidos y con las que establecemos una simbiosis. Y en este sentido, las bacterias son los microorganismos predominantes.

De todos modos, se ha visto que las arqueas, por sorprendente que parezca, también podrían encontrarse en nuestro organismo. Concretamente en el intestino grueso, donde se dan las condiciones idóneas para su crecimiento. Siguiendo en esta misma línea, se han encontrado arqueas en el rumen (el estómago) de vacas, cabras y ovejas. Como vemos, las arqueas nunca son patógenas, pero algunas sí que podrían realizar un mutualismo con otros seres vivos.

Microbiome
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