Halotolerancia

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 manantiales y mares 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. Las halófitas son plantas superiores tolerantes a la sal. Los microorganismos halotolerantes son de considerable interés biotecnológico.

Aplicaciones

Los campos de investigación científica relevantes para la halotolerancia incluyen la bioquímica, la biología molecular, la biología celular, la fisiología, la ecología y la genética.

La comprensión de la halotolerancia puede ser aplicable a áreas como la agricultura en zonas áridas, la xerojardinería, 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 la sal -Suelos afectados. Además, muchos factores estresantes ambientales involucran o inducen cambios osmóticos, por lo que el conocimiento adquirido sobre la halotolerancia también puede ser relevante para comprender la tolerancia a los extremos de humedad o temperatura.

Los objetivos de estudiar la halotolerancia incluyen aumentar la productividad agrícola de las tierras afectadas por la salinización del suelo o donde solo se dispone de agua salada. Las especies agrícolas convencionales podrían hacerse más halotolerantes mediante la transferencia de genes de especies naturalmente halotolerantes (mediante cultivo convencional o ingeniería genética) o mediante la aplicación de tratamientos desarrollados a partir de la comprensión de los mecanismos de la halotolerancia. Además, las plantas o microorganismos halotolerantes de forma natural podrían convertirse 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 severos. Para ser considerado tolerante a las condiciones salinas, el protoplasto debe mostrar métodos para equilibrar los efectos tóxicos y osmóticos de las concentraciones incrementadas de sal. Las plantas vasculares halófitas pueden sobrevivir en suelos con concentraciones de sal alrededor del 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 de 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 se requiere para mantener un potencial osmótico más bajo que el del suelo para garantizar la absorción de agua. Las altas concentraciones de sal dentro de la célula pueden dañar organelos sensibles como el cloroplasto, por lo que se observa 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 lo tanto, se puede observar la acumulación de solutos osmóticos citoplasmáticos compatibles para evitar que ocurra esta situación. Los aminoácidos como la prolina se acumulan en las especies halófilas 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 concentración elevados.

Halotolerancia bacteriana

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

Halotolerancia fúngica

Los hongos de hábitats con alta concentración de sal son en su mayoría halotolerantes (es decir, no requieren sal para crecer) y no halofílicos. 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 halotolerante".