Anaerobio facultativo

Definición de anaerobio facultativo

Un anaerobio facultativo es un organismo que puede sobrevivir en presencia de oxígeno, puede utilizar el oxígeno en la respiración aeróbica, pero también puede sobrevivir sin oxígeno mediante la fermentación o la respiración anaeróbica. La mayoría de los eucariotas son aerobios obligados y no pueden sobrevivir sin oxígeno. Los procariotas toleran una amplia gama de oxígeno, desde los anaerobios obligados que se envenenan con el oxígeno, hasta los anaerobios facultativos y los aerobios obligados. Algunos procariotas son incluso aerotolerantes, lo que significa que pueden sobrevivir en oxígeno, pero utilizan vías anaeróbicas para obtener energía.

Un anaerobio facultativo puede experimentar lo mejor de ambos mundos. En tiempos de poco oxígeno, un anaerobio facultativo puede usar la fermentación o la respiración anaeróbica para crear ATP para las células, típicamente todavía de la descomposición de la glucosa. La única diferencia real entre estas vías y la respiración aeróbica es que utilizan un receptor de electrones diferente al final de la vía. La respiración aeróbica depende del oxígeno para aceptar electrones al final de la cadena de transporte de electrones. Un anaerobio facultativo puede utilizar una variedad de otras vías para tratar con estos electrones adicionales, como se discute en los ejemplos.

Debe notarse que los anaerobios facultativos son referidos a veces como aerobios facultativos. Los términos son generalmente intercambiables.

Ejemplos de un anaerobio facultativo

Levadura

Un anaerobio facultativo común es la levadura, que se utiliza en diversas aplicaciones culinarias como la fabricación de pan o cerveza. En cualquier caso, este anaerobio facultativo debe funcionar sin oxígeno. Aun así, la levadura puede sobrevivir y debe hacerlo para que estos productos salgan bien.

En el pan, la levadura es la responsable de crear las burbujas en la masa. Estas bolsas de aire hacen que el pan sea ligero y esponjoso. De lo contrario, el pan se convertiría en una masa sólida más parecida a un pastel o un brownie. La levadura crea estas bolsas de aire mediante la liberación de dióxido de carbono, un subproducto de la conversión de la glucosa de la masa en energía. Para conseguir una masa más ligera y aireada, los chefs suelen dejar que la masa «suba». Este término significa simplemente poner la masa cargada de levadura en un lugar cálido y dejar que el anaerobio facultativo haga su trabajo. En el transcurso de una hora aproximadamente, la levadura creará grandes cantidades de dióxido de carbono dentro de la masa, expandiéndola y haciéndola más ligera.

En la cerveza, el vino y otras bebidas alcohólicas, la levadura es el ingrediente clave. El proceso de fermentación, o la creación de alcohol, se produce en las levaduras cuando tienen mucho azúcar pero poco oxígeno. Los cerveceros y bodegueros utilizan este aspecto del anaerobio facultativo para generar el alcohol de sus productos. La respiración aeróbica reduce completamente la glucosa a unas pocas moléculas reciclables y al dióxido de carbono. La fermentación, en cambio, deja un producto final: el etanol. Los fabricantes de cerveza y vino crean el etanol (un alcohol) en sus productos controlando estrictamente la cantidad de azúcar y oxígeno en sus tanques de fermentación. En estas condiciones, cualquier anaerobio facultativo recurrirá a la fermentación y emitirá etanol como subproducto. Cuando el alcohol alcanza el nivel adecuado en la mezcla, las levaduras se filtran y la bebida se embotella.

Moluscos

Aunque la mayoría piensa sólo en los pequeños anaerobios facultativos unicelulares, varios grupos de animales más grandes han desarrollado la capacidad de sobrevivir sin oxígeno. Uno de ellos, el de los moluscos, cuenta con un grupo de organismos que se han adaptado para sobrevivir regularmente sin oxígeno. Los mejillones, que suelen encontrarse en zonas intermareales, experimentan cambios diarios en su acceso al agua. Cuando la marea baja, los mejillones quedan expuestos al aire y deben cerrar sus conchas para no secarse. En algunas zonas, la marea puede bajar durante largos periodos de tiempo. Los mejillones no pueden abrir sus conchas para obtener oxígeno, o corren el riesgo de secarse y morir de deshidratación.

Para resolver su enigma, los mejillones como los de la imagen de arriba han desarrollado las habilidades de un anaerobio facultativo. En lugar de depender de su respiración aeróbica normal cuando la marea baja, los mejillones cambian a una forma de energía que descompone los aminoácidos. Esto permite al mejillón sobrevivir durante horas, o incluso días, sin obtener una fuente fresca de oxígeno.

Cuestionario

1. Los músculos de los humanos dependen de la respiración aeróbica para producir el ATP necesario para hacerlos funcionar. Sin embargo, en momentos de estrés y de ejercicio intenso, estos músculos suelen quedarse sin oxígeno. En este caso, los músculos deben recurrir a una forma de fermentación que produce ácido láctico. El ácido láctico puede dañar las células cuando se acumula, por lo que las células deben volver rápidamente a la respiración aeróbica si quieren sobrevivir. ¿Son los humanos anaerobios facultativos?
A. No
B. Sí
C. Quizás

Respuesta a la pregunta nº 1

A es correcta. Los seres humanos suelen considerarse aerobios obligados, ya que necesitamos oxígeno prácticamente todo el tiempo. Aunque nuestros músculos pueden sobrevivir a breves ráfagas sin oxígeno, nuestro cuerpo sigue trabajando activamente para hacer llegar el oxígeno a los músculos. El ácido láctico es una solución temporal, a corto plazo, que puede durar sólo unos minutos. Sin embargo, la línea entre el anaerobio facultativo y el aerobio obligado no está clara, ya que muchos animales tienen métodos alternativos para generar energía cuando el oxígeno es escaso.

2. ¿Cuál es la diferencia entre un anaerobio facultativo y un anaerobio obligado?
A. Un anaerobio facultativo sólo tiene vías anaerobias.
B. Un anaerobio obligado puede sobrevivir a la presencia de oxígeno.
C. Un anaerobio facultativo puede sobrevivir y utilizar el oxígeno.

Respuesta a la pregunta nº 2

C es correcta. Un anaerobio facultativo puede cambiar entre los metabolismos aeróbico y anaeróbico. Un anaerobio obligado no tiene esta capacidad. El oxígeno, para un anaerobio obligado, es tóxico. Para un anaerobio facultativo, el oxígeno representa una oportunidad para fabricar más ATP del que normalmente es posible.

3. Aunque los científicos solían creer que los organismos anaerobios facultativos eran típicamente restos unicelulares de una época anterior, las pruebas han demostrado que muchos parásitos intestinales son a menudo anaerobios facultativos. ¿Cuál de las siguientes opciones explica este hecho?
A. Estos organismos tienen un acceso constante al oxígeno.
B. A menudo, las zonas del intestino son anaerobias, lo que obliga a estos organismos a utilizar una vía anaerobia.
C. Estos organismos no representan un anaerobio facultativo.

La respuesta a la pregunta nº 3

B es correcta. El intestino es un lugar peligroso, para los aerobios obligados. El intestino de la mayoría de los animales recibe poco o ningún aporte de oxígeno. Sin embargo, de vez en cuando los animales se tragan pequeñas bolsas de aire o el oxígeno está presente en su comida. Los parásitos intestinales, con la esperanza de aprovechar al máximo estas condiciones, pueden funcionar sin oxígeno. Pero, cuando el oxígeno está presente quieren aprovechar y producir la mayor cantidad de energía posible.

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Arquidia Mantina