La magnetotaxis es un proceso implementado por un grupo diverso de bacterias Gram-negativas que implica orientar y coordinar el movimiento en respuesta al campo magnético de la Tierra. [1] Este proceso lo llevan a cabo principalmente bacterias microaerófilas y anaeróbicas que se encuentran en ambientes acuáticos como marismas, agua de mar y lagos de agua dulce. [2] Al detectar el campo magnético, las bacterias pueden orientarse hacia entornos con concentraciones de oxígeno más favorables. Esta orientación hacia concentraciones de oxígeno más favorables permite que las bacterias alcancen estos ambientes más rápido en comparación con el movimiento aleatorio a través del movimiento browniano . [3]
Las bacterias magnéticas (por ejemplo, Magnetospirillum magnetotacticum ) contienen estructuras internas conocidas como magnetosomas que son responsables del proceso de magnetotaxis. Después de orientarse hacia el campo magnético mediante los magnetosomas, las bacterias utilizan flagelos para nadar a lo largo del campo magnético, hacia el entorno más favorable. [4] La magnetotaxis no tiene ningún impacto en la velocidad promedio de las bacterias. [3] Sin embargo, la magnetotaxis permite a las bacterias guiar su movimiento, que de otro modo sería aleatorio. Este proceso es similar en la práctica a la aerotaxis , pero se rige por campos magnéticos en lugar de concentraciones de oxígeno. [5] La magnetotaxis y la aerotaxis a menudo funcionan juntas, ya que las bacterias pueden usar sistemas tanto magnetotácticos como aerotácticos para encontrar concentraciones adecuadas de oxígeno. Esto se conoce como magneto-aerotaxis. [6] Al orientarse hacia los polos de la Tierra, las bacterias marinas pueden dirigir su movimiento hacia abajo, hacia los sedimentos anaeróbicos/microaeróbicos. Esto permite que las bacterias cambien los entornos metabólicos, lo que puede permitir ciclos químicos. [7]
Los magnetosomas contienen cristales, a menudo magnetita (Fe 3 O 4 ). [8] Algunas bacterias extremófilas de ambientes sulfurosos se han aislado con greigita (un compuesto de sulfuro de hierro Fe 3 S 4 ). [9] Algunas bacterias magnetotácticas también contienen cristales de pirita (FeS 2 ), posiblemente como producto de transformación de la greigita . [10] Estos cristales están contenidos dentro de una membrana bicapa llamada membrana del magnetosoma que está incrustada con proteínas específicas. Hay muchas formas diferentes de cristales. La forma del cristal suele ser consistente dentro de una especie bacteriana. [2] La disposición más común de los magnetosomas es en cadenas, lo que permite crear un momento dipolar magnético máximo. [1] Dentro de las bacterias, puede haber muchas cadenas de magnetosomas de diferentes longitudes que tienden a alinearse a lo largo del eje longitudinal de la célula bacteriana. [4] El momento dipolar creado a partir de las cadenas de magnetosomas permite que las bacterias se alineen con el campo magnético a medida que se mueven. [1] Una vez que las bacterias magnéticas mueren, pueden orientarse hacia el campo magnético de la Tierra, pero son incapaces de migrar a lo largo del campo. [4]
En el hemisferio norte, las bacterias que buscan el norte se mueven hacia los sedimentos (paralelo al campo magnético). En el hemisferio sur, dominan las bacterias que buscan el sur y se mueven hacia el sedimento (antiparalelo al campo magnético). [6] Originalmente los científicos pensaban que las bacterias que buscaban el sur se moverían hacia arriba en el hemisferio norte, hacia concentraciones muy altas de oxígeno. Esto seleccionaría negativamente a las bacterias que buscan el sur; de modo que las bacterias que buscan el norte dominan en el hemisferio norte y viceversa. Sin embargo, en el hemisferio norte se han encontrado bacterias que buscan el sur. Además, las bacterias magnéticas que buscan tanto el norte como el sur se encuentran incluso en el ecuador magnético de la Tierra, donde el campo se dirige horizontalmente. [1]
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