Bacterias metanogénicas son un grupo diverso de microorganismos procarióticos que producen metano (CH4) como subproducto metabólico. Desempeñan un papel crucial en el ciclo global del carbono y contribuyen significativamente a la producción de metano atmosférico, un potente gas de efecto invernadero. Estas bacterias están ampliamente distribuidas en diversos entornos, incluidos humedales, pantanos, vertederos, tractos digestivos de animales y respiraderos hidrotermales de aguas profundas.

Metanogénesis es el proceso biológico mediante el cual las bacterias metanogénicas convierten diversos sustratos en metano. Este proceso ocurre en condiciones anaeróbicas, es decir, en ausencia de oxígeno. Así es como las bacterias metanogénicas producen metano:

Reducción de dióxido de carbono: Algunas bacterias metanogénicas utilizan dióxido de carbono (CO2) como fuente principal de carbono. Consumen CO2 y lo combinan con hidrógeno (H2) o formiato (HCOO-) para producir metano. Este proceso se llama reducción de dióxido de carbono o metanogénesis hidrogenotrófica. La reacción se puede representar de la siguiente manera:

CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O

Fermentación de acetato: Otras bacterias metanogénicas emplean acetato (CH3COO-) como sustrato principal. Descomponen el acetato en metano y dióxido de carbono mediante un proceso conocido como fermentación del acetato o metanogénesis acetoclástica. Esta reacción se puede resumir como:

CH3COO- + H2O → CH4 + CO2

Reacciones de transferencia de metilo: Ciertas bacterias metanogénicas participan en reacciones de transferencia de metilo para producir metano. Utilizan compuestos metilados, como metanol (CH3OH) o metilamina (CH3NH2), como sustratos. Al transferir el grupo metilo (-CH3) a un aceptor adecuado, se genera metano.

Cada tipo de bacteria metanogénica posee enzimas y vías metabólicas específicas que les permiten llevar a cabo estas reacciones metanogénicas. Contienen coenzimas y cofactores únicos, como la coenzima M y la metil coenzima M reductasa, que son esenciales para la producción de metano.

Comprender las bacterias metanogénicas y su capacidad de producir metano es importante por varias razones. En primer lugar, nos ayuda a comprender su papel en el presupuesto global de metano y la dinámica del cambio climático. En segundo lugar, facilita el desarrollo de estrategias para mitigar las emisiones de metano de fuentes antropogénicas, como los vertederos y la agricultura. Además, las bacterias metanogénicas tienen aplicaciones biotecnológicas prometedoras, como en la producción de biogás y el tratamiento de aguas residuales.