⚡ Los manuales lo repiten desde siempre: la vida en la Tierra funciona con dos motores, la luz y la química. Una bacteria recogida del fondo marino frente a Okinawa parece funcionar con un tercero.

Un equipo del JAMSTEC, junto con la Universidad Municipal de Yokohama y la Universidad de Tokio, ha demostrado que un microorganismo que habita las fuentes hidrotermales profundas puede crecer únicamente con corriente eléctrica, y usarla para construir su propio cuerpo a partir de dióxido de carbono. El trabajo se publicó en la revista británica The ISME Journal el 23 de junio de 2026, y el JAMSTEC lo anunció dos días después.

Fotosíntesis, quimiosíntesis y ahora electrosíntesis

Las plantas funcionan con luz. En la oscuridad del mar profundo, las comunidades halladas junto a las fuentes hidrotermales a finales de los años setenta funcionan con química: las bacterias arrancan electrones al sulfuro de hidrógeno o al hidrógeno disuelto en el agua y aprovechan esa energía para convertir el CO2 en materia celular. Ambas rutas terminan en el mismo sitio. Lo que cambia es de dónde salen los electrones.

La electrosíntesis es una tercera respuesta a esa pregunta, y bastante más rara. Hay microorganismos capaces de intercambiar electrones directamente con objetos sólidos situados fuera de su pared celular; los biólogos los llaman electroactivos. Si expulsan electrones hacia un mineral, hablamos de bacterias electrogénicas, las que hacen funcionar una pila microbiana. Si los captan desde el mineral, hablamos de electrótrofas. Y cuando una electrótrofa emplea esos electrones importados para fijar CO2, el proceso recibe nombre propio: electrosíntesis. Basta cambiar "foto" por "electro" y aparece la palabra conocida.

En el laboratorio esto se hace a propósito desde hace años, arrancando acetato o metano a reactores diseñados para ello. Otra cosa muy distinta era saber si algo en la naturaleza había desarrollado el truco por su cuenta, y comprobarlo resultaba mucho más difícil. Corrientes débiles circulan por ambientes de todo tipo, pero lo hacen despacio, y cualquier microbio que viva de ellas compite con vecinos alimentados por una química más rica y más rápida.

El fondo del mar ya está cableado

Ahí entran las fuentes hidrotermales. El agua de mar se filtra por las grietas del suelo oceánico, se calienta con el calor geotérmico y regresa caliente y químicamente reductora. Al chocar con agua fría y oxigenada, los minerales disueltos precipitan y se acumulan formando las chimeneas que tan bien fotografían los submarinos.

Esas chimeneas y la corteza mineral que las rodea están hechas en buena parte de sulfuros metálicos como la pirita y la calcopirita, y los sulfuros metálicos conducen la electricidad. El fondo marino queda así convertido en una lámina conductora con un fluido reductor debajo y un océano oxidante encima. Es, en la práctica, una pila; y una que nunca se agota, porque tanto el fluido como el agua de mar siguen llegando.

Masahiro Yamamoto, investigador principal adjunto del JAMSTEC y uno de los autores de correspondencia del artículo, lleva más de una década documentando el fenómeno. En 2013 su grupo montó una pila de combustible alimentada por una fuente hidrotermal y encendió con ella una lámpara en el fondo marino. En 2017 informó de que el efecto no se limitaba a una chimenea espectacular, sino que se extendía por una zona de unos 150 metros de lado, incluidas áreas alejadas de cualquier emisión activa. Según las mediciones del JAMSTEC, la diferencia de potencial entre el fluido caliente y el agua de mar que lo cubre ronda los 600 milivoltios, cerca del 40 % de lo que da una pila de 1,5 voltios. No es mucho. Pero nunca se apaga.

Esquema de cómo los electrones liberados del sulfuro de hidrógeno y del hidrógeno del fluido hidrotermal viajan por la roca sulfurosa conductora hacia el agua de mar, donde los microbios electrosintéticos los captan

Fuente: JAMSTEC

Una piedra convertida en electrodo

El experimento arranca con un trozo de esa roca. El equipo utilizó una muestra de sulfuro de alta conductividad recogida en el campo hidrotermal de Iheya North, en la fosa central de Okinawa, a unos 1.000 metros de profundidad, durante la campaña KR18-14 realizada por el buque Kairei y el vehículo operado a distancia Kaiko Mk-IV.

Ya en el laboratorio, un fragmento de esa roca se ató con hilo de titanio y se sumergió en una celda de vidrio llena de agua de mar artificial. La receta llevaba sal, sulfato, fosfato, metales traza y ni rastro de materia orgánica. La cámara se mantuvo a 15 °C bajo una atmósfera con un 10 % de CO2, y la roca se sostuvo a −0,32 voltios frente a un electrodo de referencia de plata/cloruro de plata, un valor elegido para reproducir el potencial ya medido en una fuente real. Entraban electricidad y CO2. El menú terminaba ahí.

Reactor electroquímico de laboratorio en el que un fragmento de roca sulfurosa procedente de una fuente hidrotermal profunda se mantiene al potencial propio del fluido hidrotermal

Fuente: JAMSTEC

El medio se renovaba una vez por semana y la comunidad microbiana se secuenciaba cada vez. Hacia la semana 12 un género empezó a despegar, y en la semana 17 ya dominaba el conjunto: Thiomicrorhabdus, un grupo de bacilos oxidadores de azufre habitual en aguas con sulfuro. Al organismo concreto, reconstruido a partir del metagenoma, se le puso la etiqueta SREC-4.

Entonces llegó la objeción evidente. Una roca natural no es un sustrato limpio: arrastra metales reducidos, restos de azufre y quizá trazas de carbono orgánico, y cualquiera de esas cosas podría alimentar a una bacteria por la vía de siempre mientras los investigadores se felicitan por algo exótico. Así que sustituyeron la roca por fieltro de carbono, calentado previamente a 400 °C durante cuatro horas para eliminar cualquier resto orgánico. SREC-4 también creció allí. Menos corriente, menos células, el mismo organismo. Y en las cámaras de control dejadas en circuito abierto, sin potencial aplicado, el dominio de Thiomicrorhabdus simplemente no llegó a producirse.

Seguirle la pista al carbono

Una cosa es crecer y otra demostrar que el carbono de esas células nuevas procede del CO2. El equipo alimentó el cultivo con CO2 marcado con carbono-13, el isótopo estable raro, y midió qué quedaba dentro de las células. En conjunto, la proporción de carbono-13 subió al 1,62 % frente a un valor natural de 1,07 %. Poca cosa en términos absolutos, pero claramente fuera del ruido de los controles sin inocular.

Para averiguar qué células lo habían incorporado recurrieron al NanoSIMS, un instrumento que cartografía relaciones isotópicas con resolución submicrométrica, y superpusieron el resultado a sondas fluorescentes que iluminan específicamente a Thiomicrorhabdus. Las células que brillaban por el carbono-13 eran las mismas que había marcado la sonda. En ese cultivo, Thiomicrorhabdus representaba el 76,2 % de la comunidad y SREC-4 por sí sola el 73,8 %; ningún otro presente era capaz de fabricar su carbono desde cero.

El genoma cerró el círculo. SREC-4 lleva el ciclo de Calvin, la misma maquinaria de fijación de CO2 que usan las plantas, junto a la vía Sox de oxidación del azufre típica de sus parientes, y además un grupo de genes para captar electrones desde el exterior de la célula muy parecido al de ISEC-1, una bacteria emparentada que el mismo grupo obtuvo en ese mismo campo hidrotermal y describió en 2022.

Cómo leer una cifra del 0,9 %

Los datos de eficiencia no favorecen. De todos los electrones consumidos por las células, como mucho un 0,9 % acabó convertido en carbono fijado. El resto se fue en respiración: mantener las luces encendidas, no construir nada.

Para los estándares de los sistemas artificiales es un desastre. Los reactores de electrosíntesis microbiana diseñados a propósito suelen funcionar entre −0,8 y −1,2 V frente a Ag/AgCl, mucho más forzados de lo que aprieta la naturaleza, y presentan cifras de conversión bastante mejores. Medido por electrón, SREC-4 también rinde menos células que las bacterias quimiosintéticas que dominan los ecosistemas hidrotermales.

Pero la comparación funciona en los dos sentidos, y los propios autores lo señalan. La quimiosíntesis depende de que moléculas disueltas concretas lleguen a la célula por difusión, de modo que opera donde la fontanería reparte y se detiene donde no. Una corriente eléctrica se propaga por la roca conductora. Alcanza la corteza fría y tranquila situada a cientos de metros de cualquier chimenea visible, exactamente las zonas que el sondeo de 2017 encontró cargadas. Un ingreso modesto y fiable puede ganarle a otro abundante pero intermitente.

Cabe también una lectura de ingeniería. Esos reactores diseñados a propósito existen porque convertir el excedente de electricidad renovable en productos químicos, sea acetato, metano, materias primas o proteína, resulta una vía atractiva para que el CO2 acabe siendo otra cosa que un problema. Y las dificultades persistentes del campo son microbianas: qué organismos aceptan electrones de un electrodo, cómo mantenerlos vivos, cómo cultivarlos siquiera. El propio comunicado del JAMSTEC apunta en esa dirección con prudencia y cita la producción biológica movida por electricidad como posible beneficio. Lo que este estudio aporta no es un rendimiento mejor, sino un linaje que desarrolló por su cuenta la maquinaria de captación de electrones y un sistema capaz de enriquecer organismos así a partir del medio natural, que era históricamente la parte difícil.

Conviene añadir dos reservas. Se trata de un cultivo de enriquecimiento, no de un aislado puro: SREC-4 nunca se ha cultivado en solitario. Y su genoma está ensamblado a partir de metagenomas, así que parte de las conclusiones sobre su metabolismo se apoyan en genes y no en bioquímica realizada directamente sobre el organismo.

La lista de lugares habitables se alarga

Visto con perspectiva, quizá lo que más pesa sea el rastreo en bases de datos. Cuando el equipo buscó ese grupo de genes de captación de electrones, lo encontró en otros genomas de Thiomicrorhabdus ensamblados a partir de campos hidrotermales del Pacífico y del Atlántico. Y solo en genomas de campos hidrotermales, agrupados con limpieza en una única rama del árbol genealógico. Comer electricidad parece una especialidad hidrotermal, y campos hidrotermales hay allí donde el fondo oceánico se separa.

Luego viene la parte que siempre se lleva los titulares. Europa y Encélado albergan océanos líquidos sobre fondos rocosos, y lo que midió la sonda Cassini en Encélado, nanopartículas de sílice e hidrógeno molecular en el penacho, se interpreta de forma generalizada como indicio de agua reaccionando con roca caliente en el fondo. A esos océanos no llega la luz y la energía química podría escasear. Un hilo lento de corriente por minerales conductores es una tercera posibilidad que cuesta muy poco imaginar.

Aun así, conviene moderar el entusiasmo. Un artículo publicado en Nature Communications en enero de 2026 sostiene que el fondo marino de Europa probablemente no presenta hoy fallas activas, lo que estrangularía la circulación de fluidos de la que depende cualquier sistema así. A julio de 2026, la sonda Europa Clipper sigue en tránsito y su llegada a Júpiter está prevista para 2030. La Agencia Espacial Europea ha fijado Encélado como objetivo de su próxima misión insignia, un orbitador con módulo de aterrizaje llamado L4, pero ese proyecto acaba de entrar en fase de definición: la aprobación formal no se espera hasta alrededor de 2034 y el lanzamiento hacia 2042. Nadie ha medido un voltio fuera de la Tierra.

Yamamoto, por su parte, parece más interesado en los casos cercanos. En declaraciones recogidas por Science Portal señaló que el límite entre condiciones oxidantes y reductoras aparece en sitios de lo más corrientes: la capa donde la arena clara se vuelve negra al cavar en busca de almejas en una llanura mareal, o el terreno alrededor de una mina metálica. Las fuentes hidrotermales serían la versión extrema. Según el artículo, quiere buscar bacterias electrosintéticas en las otras.

Trece años midiendo voltajes en el fondo del mar resultaron ser la carrerilla para una pregunta sobre qué le está permitido comer a la vida. Los manuales seguirán hablando de dos motores durante un tiempo. Pero al tercero ya lo han pillado en marcha.

¿En las clases de biología de tu país se sigue trazando la raya en la luz y la química? ¿Cambiaría una bacteria que vive de la electricidad tu idea de qué cuenta como lugar habitable?

Referencias