Términos clave
- halotolerancia: La adaptación de un organismo vivo a condiciones de alta salinidad (sal disuelta).
- Zwitteriónico: Perteneciente a una molécula neutra que contiene tanto carga positiva como negativa.
- Osmoprotector: Cualquier osmolito que ayuda a un organismo a sobrevivir al estrés osmótico
Los halófilos son extremófilos que prosperan en ambientes con concentraciones muy altas de sal. De hecho, el propio nombre «halófilo» proviene de la palabra griega que significa «amante de la sal». «Aunque existen algunas bacterias y eucariotas halófilas, la mayor clasificación de halófilos se encuentra en el dominio de las Archaea.
Los halófilos pueden encontrarse en cualquier lugar con una concentración de sal al menos cinco veces superior a la del océano. Se clasifican como halófilos leves, moderados o extremos en función de su grado de halotolerancia. Los halófilos prosperan en lugares como el Gran Lago Salado, el lago Owens en California, los estanques de evaporación y el Mar Muerto, lugares que proporcionan un entorno inhóspito para la mayoría de las formas de vida.
La alta salinidad representa un entorno extremo al que relativamente pocos organismos han sido capaces de adaptarse y ocupar. La mayoría de los organismos halófilos se enfrentan a las altas concentraciones de sal gastando energía para excluir la sal de su citoplasma y evitar la agregación de proteínas, o «salar». «Los organismos «normales» se desecarían en estas condiciones, perdiendo agua por ósmosis fuera del citoplasma. Los halófilos evitan esta pérdida de agua aumentando la osmolaridad interna de la célula. Una de las formas en que las arqueas halófilas pueden aumentar su osmolaridad interna es acumulando compuestos orgánicos -llamados osmoprotectores- en su citoplasma. Estos solutos compatibles pueden acumularse a partir del entorno o sintetizarse. Los solutos compatibles más comunes son neutros o zwitteriónicos, e incluyen aminoácidos, azúcares, polioles, betaínas y ectoínas, así como derivados de algunos de estos compuestos.
Una adaptación más radical para evitar la pérdida de agua emplea la afluencia selectiva de iones de potasio (K+) al citoplasma. En las arqueas, esta adaptación se limita a la familia extremadamente halófila Haloarchaea (a menudo conocida como Halobacteriaceae). Para utilizar este método, toda la maquinaria intracelular -incluidas las enzimas, las proteínas estructurales y los aminoácidos cargados que permiten la retención de moléculas de agua en sus superficies- debe adaptarse a los altos niveles de sal. En la adaptación a solutos compatibles, se requiere poco o ningún ajuste de las macromoléculas intracelulares -de hecho, los solutos compatibles suelen actuar como protectores generales contra el estrés, así como osmoprotectores.
Las Haloarchaea, extremadamente halófilas, requieren al menos una concentración de sal de 2 M y suelen encontrarse en soluciones saturadas (alrededor del 36% p/v de sales). Son los principales habitantes de los lagos salados, los mares interiores y los estanques de evaporación de agua de mar. El color rojo de las salinas profundas se debe a los carotenoides (pigmento orgánico) de estas arqueas. Estas arqueas requieren sal para crecer y se lisan si se exponen a un entorno menos salado.