Entre las fronteras de la biología y la tecnología surge un hallazgo que desafía nuestras nociones sobre la vida: organismos capaces de generar corriente eléctrica sin necesidad de oxígeno. Este fenómeno, antes impensable, redefine el metabolismo microbiano y proyecta nuevas posibilidades en la producción de energía biológica. La ciencia no solo descubre, sino que anticipa futuros posibles, y esta revelación marca un umbral. ¿Y si la electricidad pudiera cultivarse? ¿Y si lo vivo fuera también lo energético?
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Imagen creada por inteligencia artificial por Chat-GPT para El Candelabro.
Bacterias que respiran electricidad: el umbral biológico de una nueva era energética
En los límites extremos de nuestro planeta, donde antes creíamos imposible la vida, han emergido organismos con capacidades asombrosas. Uno de los descubrimientos más sorprendentes de los últimos años es el de las bacterias eléctricas, capaces de llevar a cabo un proceso insólito: respirar electricidad. Este fenómeno, llamado respiración extracelular, transforma radicalmente lo que entendemos por metabolismo y vida microbiana. Lejos de necesitar oxígeno, estas bacterias transfieren electrones directamente hacia el exterior.
La clave de esta adaptación se encuentra en el uso de compuestos como las naftoquinonas, moléculas que permiten a los microorganismos liberar electrones a superficies conductoras o minerales externos. Investigaciones recientes, como el trabajo publicado en Cell en abril de 2025 por Biki Bapi Kundu y colaboradores, demuestran que incluso especies comunes como Escherichia coli poseen una forma latente de este metabolismo. Esta habilidad las convierte en verdaderas baterías vivas, capaces de generar corriente eléctrica a partir de sus procesos internos.
El descubrimiento no solo soluciona un antiguo enigma bioquímico, sino que amplía de manera formidable los límites de la vida en ambientes extremos. Ya no es indispensable el oxígeno ni la luz solar: la existencia puede prosperar en base al flujo de electrones, conectándose directamente con los minerales del subsuelo, los metales o incluso dispositivos artificiales. Este hallazgo redefine nuestras nociones sobre las condiciones mínimas necesarias para la vida.
Desde el punto de vista biotecnológico, el potencial de estas bacterias es revolucionario. En primer lugar, podrían ser empleadas en sistemas de tratamiento de aguas residuales, donde, además de purificar contaminantes, producirían electricidad como subproducto. Esta sinergia convierte la gestión de desechos en una oportunidad energética. En lugar de consumir recursos, estas tecnologías emergentes podrían contribuir activamente a la generación de energía limpia.
Además, en entornos donde el oxígeno es escaso o inexistente, como los hábitats espaciales o los sistemas cerrados de exploración interplanetaria, estas bacterias representarían una herramienta invaluable. Su capacidad de subsistir en condiciones extremas las convierte en candidatas ideales para proyectos de bioingeniería espacial. Podrían reciclar compuestos, producir energía y facilitar la sostenibilidad en misiones de larga duración.
Otro campo de aplicación fascinante es el de los dispositivos bioelectrónicos. Las bacterias eléctricas podrían integrarse en interfaces vivas que conecten sistemas biológicos con máquinas, creando sensores que detecten contaminantes o cambios químicos con una precisión sin precedentes. Estos dispositivos híbridos, alimentados por bacterias, serían autónomos, regenerativos y respetuosos con el medio ambiente, abriendo una nueva era en la tecnología orgánica.
El impacto ambiental también es notable. Estas bacterias podrían utilizarse para capturar CO₂ de manera eficiente, dado que algunos de estos microorganismos son capaces de incorporar carbono atmosférico mientras transfieren electrones. Así, no solo servirían para generar energía, sino también para reducir la huella de carbono global. Este enfoque dual —energía y mitigación del cambio climático— coloca a estos organismos en el centro de las soluciones sostenibles del futuro.
La posibilidad de replicar procesos como la fotosíntesis artificial es otro aspecto deslumbrante. Al comprender cómo las bacterias eléctricas manejan los electrones, podríamos diseñar sistemas que capturen energía solar y la conviertan directamente en compuestos útiles sin necesidad de plantas o maquinaria compleja. Este avance fusiona biología y nanotecnología de una manera sin precedentes, situándonos ante una transición hacia sistemas vivos de conversión energética.
El hecho de que un organismo como E. coli, tan estudiado y considerado tradicional, posea un metabolismo eléctrico latente indica que este fenómeno podría estar mucho más extendido en la naturaleza de lo que suponíamos. Quizá muchos ecosistemas ya dependen de este tipo de metabolismo eléctrico, y simplemente no lo habíamos detectado por falta de herramientas específicas. La ciencia apenas comienza a explorar esta frontera.
Desde una perspectiva evolutiva, la respiración extracelular representa una solución elegantemente adaptativa a condiciones de anoxia. En vez de perecer, estas bacterias evolucionaron para utilizar minerales como aceptores finales de electrones, lo que demuestra que la vida es más versátil de lo que las teorías clásicas admitían. Esta adaptabilidad también sugiere posibilidades para la astrobiología: si aquí prosperan sin oxígeno, ¿por qué no podrían hacerlo en lunas como Europa o Encélado?
En términos conceptuales, la existencia de bacterias que “respiran” electricidad obliga a repensar las divisiones entre lo biológico y lo tecnológico. La línea que separaba a los seres vivos de las máquinas comienza a desdibujarse. Estas bacterias actúan como interfaces biológicas, capaces de interactuar directamente con sistemas electrónicos, transmitir señales y hasta participar en circuitos eléctricos. Este es un cambio de paradigma: la vida no solo puede generar energía, sino que puede formar parte activa de nuestras tecnologías.
También cambia el enfoque de la ingeniería energética. Hasta ahora, se ha buscado optimizar baterías y paneles solares con materiales inertes. Ahora, se abre la puerta a utilizar organismos vivos, autorreparables y capaces de adaptarse, como fuentes de energía biológica. Estos sistemas podrían funcionar en lugares remotos, sin mantenimiento, y con costos ecológicos mínimos, todo gracias a las capacidades únicas de estos microorganismos.
El desarrollo de estas tecnologías exige un marco interdisciplinario. Biólogos, ingenieros, químicos y diseñadores deben colaborar para construir plataformas que integren estos organismos de manera segura y eficiente. Además, será crucial establecer protocolos éticos y de bioseguridad para evitar usos indebidos o escapes de organismos genéticamente modificados, considerando el poder transformador de estas bacterias.
A nivel educativo, esta revolución microbiana también ofrece una oportunidad para inspirar a nuevas generaciones en las ciencias. El asombro ante bacterias que producen electricidad puede convertirse en una puerta de entrada para estudiar microbiología, biofísica o ingeniería ambiental. La ciencia, en este caso, tiene un componente narrativo irresistible: organismos invisibles que encienden luces, purifican aguas y quizás algún día ayuden a colonizar otros mundos.
Finalmente, este descubrimiento nos recuerda que la naturaleza aún guarda secretos formidables. Que en el subsuelo, en la oscuridad, sin oxígeno ni luz, hay vida que fluye en forma de electrones. Las bacterias eléctricas no solo son una rareza bioquímica; son la prueba viviente de que la innovación tecnológica puede inspirarse en las estrategias más antiguas de la evolución. En lugar de competir con la naturaleza, podríamos aprender de ella.
Estas bacterias nos invitan a imaginar un futuro donde los sistemas energéticos no son solo eficientes, sino también vivos. Un futuro donde la electricidad no proviene de combustibles fósiles, sino de colonias microbianas inteligentes, colaborando con nosotros para construir un mundo más resiliente, sostenible y armónico. En ese horizonte, la vida no es solo un fenómeno biológico, sino una fuente dinámica de energía.
Referencias
- Kundu, B. B., et al. (2025). Extracellular respiration is a latent energy metabolism in Escherichia coli. Cell, 188(4), 745–760.
- Lovley, D. R. (2017). Electromicrobiology: The ecophysiology of phylogenetically diverse electroactive microorganisms. Nature Reviews Microbiology, 15(10), 509–519.
- Logan, B. E., & Rabaey, K. (2012). Conversion of wastes into bioelectricity and chemicals by using microbial electrochemical technologies. Science, 337(6095), 686–690.
- Schröder, U. (2007). Anodic electron transfer mechanisms in microbial fuel cells and their energy efficiency. Physical Chemistry Chemical Physics, 9(21), 2619–2629.
- Marsili, E., et al. (2008). Shewanella secretes flavins that mediate extracellular electron transfer. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(10), 3968–3973.
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