Halotolerancia - Halotolerance

La halotolerancia es la adaptación de los organismos vivos a condiciones de alta salinidad . Las especies halotolerantes tienden a vivir en áreas como lagos hipersalinos , dunas costeras , desiertos salinos , marismas y mares y manantiales salados interiores . Los halófilos son organismos que viven en ambientes altamente salinos y requieren la salinidad para sobrevivir, mientras que los organismos halotolerantes (que pertenecen a diferentes dominios de la vida) pueden crecer en condiciones salinas, pero no requieren concentraciones elevadas de sal para crecer. Los halófitos son plantas superiores tolerantes a la sal. Los microorganismos halotolerantes son de considerable interés biotecnológico.

Aplicaciones

Los campos de la investigación científica relacionados con la tolerancia a los halógenos incluyen la bioquímica , la biología molecular , la biología celular , la fisiología , la ecología y la genética .

La comprensión de la halotolerancia puede aplicarse a áreas como la agricultura de zonas áridas , el xeriscaping , la acuicultura (de peces o algas), la bioproducción de compuestos deseables (como las ficobiliproteínas o los carotenoides ) utilizando agua de mar para apoyar el crecimiento o la remediación de suelos afectados por la sal. . Además, muchos factores de estrés ambientales implican o inducen cambios osmóticos, por lo que el conocimiento adquirido sobre la tolerancia a los halógenos también puede ser relevante para comprender la tolerancia a los extremos de humedad o temperatura.

Los objetivos del estudio de la tolerancia a los halógenos incluyen aumentar la productividad agrícola de las tierras afectadas por la salinización del suelo o donde solo se dispone de agua salina. Las especies agrícolas convencionales podrían volverse más tolerantes a los halógenos mediante la transferencia de genes de especies naturalmente tolerantes a los halógenos (mediante reproducción convencional o ingeniería genética ) o aplicando tratamientos desarrollados a partir de la comprensión de los mecanismos de la tolerancia a los halógenos. Además, las plantas o microorganismos naturalmente halotolerantes podrían desarrollarse en cultivos agrícolas u organismos de fermentación útiles .

Funciones celulares en halófitas

La tolerancia a las condiciones de alta salinidad se puede obtener a través de varias vías. Los altos niveles de sal que ingresan a la planta pueden desencadenar desequilibrios iónicos que causan complicaciones en la respiración y la fotosíntesis, lo que lleva a tasas reducidas de crecimiento, lesiones y muerte en casos graves. Para ser considerado tolerante a las condiciones salinas, el protoplasto debe mostrar métodos para equilibrar los efectos tóxicos y osmóticos del aumento de las concentraciones de sal. Las plantas vasculares halofíticas pueden sobrevivir en suelos con concentraciones de sal en torno al 6%, o hasta el 20% en casos extremos. La tolerancia de tales condiciones se alcanza mediante el uso de proteínas de estrés y solutos osmóticos del citoplasma compatibles.

Para existir en tales condiciones, las halófitas tienden a estar sujetas a la absorción de altos niveles de sal en sus células, y esto a menudo es necesario para mantener un potencial osmótico menor que el del suelo para asegurar la absorción de agua. Las altas concentraciones de sal dentro de la célula pueden dañar los orgánulos sensibles como el cloroplasto, por lo que se observa un secuestro de sal. Bajo esta acción, la sal se almacena dentro de la vacuola para proteger áreas tan delicadas. Si se observan altas concentraciones de sal dentro de la vacuola, se establecerá un alto gradiente de concentración entre la vacuola y el citoplasma, lo que conducirá a altos niveles de inversión de energía para mantener este estado. Por tanto, se puede ver la acumulación de solutos osmóticos citoplasmáticos compatibles para evitar que ocurra esta situación. Los aminoácidos como la prolina se acumulan en especies halófitas de Brassica , se ha demostrado que las bases de amonio cuaternario como la glicina betaína y los azúcares actúan en este papel dentro de los miembros halófitos de Chenopodiaceae y los miembros de Asteraceae muestran la acumulación de ciclitas y azúcares solubles. La acumulación de estos compuestos permite equilibrar el efecto osmótico al tiempo que evita el establecimiento de concentraciones tóxicas de sal o requiere el mantenimiento de gradientes de alta concentración.

Halotolerancia bacteriana

El grado de tolerancia a los halógenos varía ampliamente entre las diferentes especies de bacterias. Varias cianobacterias son halotolerantes; un ejemplo de ubicación de ocurrencia de tales cianobacterias es el Makgadikgadi Pans , un gran lago hipersalino en Botswana .

Halotolerancia a hongos

Los hongos de hábitats con alta concentración de sal son en su mayoría halotolerantes (es decir, no necesitan sal para crecer) y no halófilos. Los hongos halófilos son una rara excepción. Los hongos halotolerantes constituyen una parte relativamente grande y constante de las comunidades ambientales hipersalinas, como las de las salinas solares . Ejemplos bien estudiados incluyen la levadura Debaryomyces hansenii y las levaduras negras Aureobasidium pullulans y Hortaea werneckii . Este último puede crecer en medios sin sal, así como en soluciones de NaCl casi saturadas . Para enfatizar esta adaptabilidad inusualmente amplia , algunos autores describen a H. werneckii como "extremadamente tolerante a los halógenos ".

Ver también

Referencias