La oxidación del monóxido de carbono amplía la capacidad metabólica conocida en consorcios metanotróficos anaerobios

Vida en el oscuro lecho marino

Muy por debajo de la superficie oceánica, en lodos fríos y libres de oxígeno, diminutos microbios asociados cooperan para impedir que el metano—un potente gas de efecto invernadero—llegue al agua suprayacente. Este estudio revela que estas asociaciones de aguas profundas son aún más versátiles de lo que los científicos pensaban. Cuando su combustible habitual, el metano, escasea, pueden recurrir a otro gas, el monóxido de carbono, para sobrevivir y mantener el ciclo del carbono bajo condiciones cambiantes del lecho marino.

Asociaciones ocultas bajo el lecho marino

En muchos focos ricos en metano del lecho marino, dos tipos de microbios forman racimos estrechamente asociados: arqueas que consumen metano (denominadas ANME-2b) y bacterias reductoras de sulfato. Juntas realizan normalmente un trabajo lento pero crucial: las arqueas consumen metano, transfieren la energía y los electrones liberados a sus socias bacterianas, y las bacterias usan esos electrones para reducir el sulfato del agua de mar. Este trabajo conjunto atrapa gran parte del metano antes de que escape al océano y a la atmósfera. El nuevo trabajo planteó si esos mismos socios podrían usar un combustible diferente: el monóxido de carbono, un gas que puede generarse en los sedimentos por calor y por la actividad de otros microbios.

Un combustible nuevo para socios antiguos

Los investigadores montaron “microcosmos” sellados y anóxicos con lodo de un foco de metano frente a Costa Rica y les suministraron monóxido de carbono en condiciones controladas. Al seguir trazadores isotópicos del carbono y del azufre, demostraron que los consorcios oxidaban monóxido de carbono y, al mismo tiempo, reducían sulfato a sulfuros. Cuando faltaba sulfato, la oxidación del monóxido de carbono impulsó en su lugar la producción de metano a partir de dióxido de carbono. La velocidad de producción de metano a partir del monóxido de carbono fue modesta—aproximadamente una novena parte de la velocidad de su metabolismo habitual de consumo de metano—pero claramente medible, lo que muestra que las mismas comunidades pueden tanto consumir como generar metano según los compuestos disponibles.

Acercándose a células individuales

Para determinar qué microbios estaban realmente activos con este nuevo combustible, el equipo usó una potente combinación de imágenes por fluorescencia y espectrometría de masas a escala nanométrica. Alimentaron a las comunidades con nitrógeno marcado con un isótopo pesado y luego midieron cuánto de esa etiqueta terminaba dentro de células individuales. Incluso en frascos donde solo se proporcionó monóxido de carbono como fuente de energía, muchas células ANME-2b, y algunas de sus socias bacterianas, incorporaron el nitrógeno marcado—evidencia de que estaban realizando mantenimiento celular básico. Sin embargo, a niveles más altos de monóxido de carbono, la actividad disminuyó, lo que indica que un exceso de este gas puede ser tóxico, y que los consorcios probablemente experimentan condiciones más suaves y favorables en la naturaleza.

Leyendo el “registro de actividad” microbiano

Más allá de las mediciones a nivel de célula, los científicos examinaron qué genes se activaban cuando las comunidades usaban metano frente a monóxido de carbono. En las arqueas, los genes de la enzima clave para manejar el metano se mantuvieron muy activos con ambos combustibles, pero los genes ligados a sus principales pasos de conservación de energía se redujeron cuando se suministró monóxido de carbono. Este patrón sugiere que el uso de monóxido de carbono aporta suficiente energía para mantener las células en funcionamiento, pero no suficiente para apoyar un crecimiento vigoroso. Mientras tanto, las bacterias socias activaron genes asociados tanto con el intercambio directo de electrones entre células como con sus propias enzimas para procesar monóxido de carbono, lo que apunta a que pueden recibir energía de las arqueas y también oxidar el monóxido de carbono por sí mismas.

Por qué importa para el balance de carbono de la Tierra

Para un público no especializado, el mensaje clave es que las comunidades profundas que consumen metano no son especialistas de un solo truco. Pueden cambiar al monóxido de carbono como combustible alternativo, utilizándolo principalmente para sobrevivir en tiempos de escasez y mantener su metabolismo más que para multiplicarse rápidamente. Esta flexibilidad ayuda a que estos consorcios persistan cuando las reservas de metano fluctúan, permitiéndoles reanudar rápidamente su tarea principal de destruir metano cuando vuelve a estar disponible. Al desvelar esta estrategia oculta de supervivencia, el estudio afina nuestra comprensión de cómo el carbono y el azufre se mueven por el lecho marino y de cuán resistente puede ser el filtro natural de metano de la Tierra frente a condiciones ambientales cambiantes.

Cita: Guo, Y., Utter, D.R., Murali, R. et al. Carbon monoxide oxidation expands the known metabolic capacity in anaerobic methanotrophic consortia. Nat Commun 17, 3461 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71433-9

Palabras clave: emanaciones de metano, monóxido de carbono, arqueas anaerobias, bacterias reductoras de sulfato, sedimentos de aguas profundas