Biofilms: la ciudad de los microbios

por Diego García Weber

A lo largo de una evolución de cerca de 3800 millones de años, las bacterias han conquistado la Tierra. Hoy en día las podemos encontrar en el aire, en el agua, en el suelo, así como en los recovecos más insospechados de nuestro planeta, como las chimeneas hidrotermales a gran profundidad o el subsuelo, soportando condiciones extremas de temperatura y presión.

Chimenea o fumarola hidrotermal, ecosistema

que reposa sobre la actividad de bacterias 
oxidadoras de azufre. Vía Wikimedia Commons.

Pero, ¿cómo viven y se organizan estos microbios en tales ambientes? Pues resulta que los podemos encontrar configurados de diferentes maneras. Por un lado, pueden vivir "sueltos", es decir, flotando en el agua, lo cual se conoce como plancton. Por otro, pueden vivir en agregados o comunidades donde diferentes especies habrán de cohabitar. Este último modo de vida es el más común y es generalmente conocido como una biopelícula, en castellano, o biofilm, en inglés.

Biofilm de Staphylococcus aureus al
microscopio electrónico. Vía Wikimedia Commons.

La creación de un nuevo biofilm tiene lugar del mismo modo que el de un pueblo o una ciudad. En un primer momento, unos microbios "pioneros" comienzan a adherirse generalmente a una superficie, que poco a poco van colonizando cada vez más microorganismos, descendientes de los pioneros o que simplemente pasaban por allí. Se generan pilares bacterianos semejantes a edificios, canales de circulación de agua a modo de concurridas calles y se establece un tráfico de nutrientes e información.

Una vez que el biofilm o ciudad microbiana tiene cierta cohesión, se generan estructuras de protección que, como si de murallas medievales se tratasen, envuelven el conjunto. Es el caso de las matrices de polisacáridos, fortalezas contra el estrés mecánico de las corrientes y los golpes.

Según va pasando el tiempo, el biofilm envejece y algunas de las bacterias que lo componen pueden "suicidarse" para dejar paso a otras o simplemente morir de senescencia por acumulación de especies reactivas de oxígeno. En caso de un deterioro acusado de la estructura, ésta puede desprenderse y desagregarse, liberando espacio que podrá ser colonizado de nuevo.

Esquema ilustrativo de la formación de biofilm. Cada etapa del diagrama se
corresponde con micrografía de la formación de un biofilm de Pseudomonas
aeuroginosa.1) Colonización de una superficie por parte de microorganismos
pioneros. 2) Crecimiento de la colonia. 3) Creación de una cubierta protectora
de exopolisacárido. 4) Formación de columnas microbianas y canales de
comunicación. 5) Senescencia del biofilm y dispersión de las bacterias para
nueva colonización.Vía Wikimedia Commons, Algunos derechos reservados.

En esencia, las civilizaciones creadas por el ser humano, tanto sus grandes imperios como pequeños pueblos se organizan del mismo modo que las bacterias. Está todo inventado.

Bibliografía:

Greenberg E. P. La ciudad de los microbios: Fortalezas para el ataque.

Nikolaev YA, Plakunov VK (2006). Biofilm-“City of microbes” or an Analogue of Multicellular Organisms? Mikrobiologiya, 76(2):149-163.