El planeta Tierra tiene aproximadamente unos 4.500 millones de años. Se cree que la primera forma de vida celular debió surgir hace unos 3.800 millones de años. Pero, ¿tenemos registro fósil de esa época?. Casi.

Los estromatolitos son masas microbianas compuestas por capas de bacterias filamentosas y cianobacterias asociadas con sedimentos de carbonato cálcico formando lo que se denomina tapetes microbianos, estructuras estratificadas de forma laminar. Su aspecto es de rocas o piedras en capas (el término estromatolito significa en griego eso: «capas de piedras»). Se forman a lo largo del tiempo por la actividad de distintos tipos de microorganismos. Se han encontrado algunos estromatolitos fósiles, la mayoría en Australia y Sudáfrica. El más antiguo se encontró en la región de Pilbara
(Australia) en 1980 de hace 3.496 millones de años (1).

 Estromatolitos modernos en la bahía de Shark en Hamelin, Australia.

Los fósiles más antiguos: estromatolitos de hace unos 3.500 millones de años

Probablemente los estromatolitos fósiles más antíguos estarían formados por células muy semejantes a bacterias filamentosas protótrofas anoxigénicas (fotosintéticas no productoras de oxígeno), del tipo de las bacterias verdes no del azufre (las cianobacterias, que llevan a cabo una fotosíntesis con producción de oxígeno, son posteriores, de hace unos 2.700 millones de años).

Cortes de distintos estromatolitos fósiles. Fuente: referencia 2.

Fotografías y dibujos de microfósiles en secciones petrográficas
de estromatolitos. Se observan estructuras filamentosas, parecidas a las
actuales cianobacterias, y unicelulares con formas de bacilos y cocos, de
tamaños similares a las bacterias actuales (unas pocas micras). Fuente:
referencia 2.

Es muy probable, por tanto, que desde los primeros momentos de la historia de la Tierra, las bacterias y las arqueas habrían desarrollado una enorme diversidad metabólica y morfológica.

(1) Stromatolites 3,400–3,500 Myr old from the North Pole area, Western Australia. M. R. Walter, y col. 1980. Nature, 284, 443-445. doi:10.1038/284443a0

(2) Fossil evidence of Archaean life. J. W. Schopf. 2006. Phil. Trans. R. Soc. B, 361 (1470): 869-885. doi: 10.1098/rstb.2006.1834

Además de estos gustos culinarios, los investigadores
encontraron que los fore padecían una rara enfermedad que ellos denominaban kuru, que significa “enfermedad de la
risa”. El kuru llegó a ser una auténtica epidemia entre los fore. En algunos
poblados fue la causa de muerte más frecuente. Afectaba sobre todo a las mujeres de la tribu: era ocho veces más frecuente
en mujeres, niños pequeños y ancianos que en los hombres. Menos del 10% de las
mujeres sobrevivían más allá de la edad de procreación. Los síntomas del kuru
comenzaban con problemas al andar, temblores, pérdida de la coordinación y
dificultad en el habla. Los síntomas continuaban con movimientos bruscos,
accesos de risa incontrolada, depresión y lentitud mental. En la fase terminal,
el paciente padecía incontinencia, dificultad para deglutir y úlceras
profundas. Se trataba por tanto de una grave enfermedad neurológica.

Los fore de Nueva Guinea han sido la última tribu que
practicaba el canibalismo

Aunque el kuru no afectaba a otras tribus aborígenes del
país, los investigadores descartaron que fuera una enfermedad hereditaria: se
extendió muy rápidamente entre los fore durante el siglo XX y no podían ser
todos descendiente de un único individuo. En seguida se relacionó con el
canibalismo, que solo practicaban los fore. Desde que se les convenció de que
es mejor no comerse a los familiares, el kuru desapareció prácticamente en una
generación.  No se ha visto ningún caso
en los nacidos desde 1957, cuando se acabó con el canibalismo. Sin embargo, como
el periodo de incubación de la enfermedad es de varias décadas, todavía puede
aparecer algún caso aislado, en personas ancianas que practicaron el
canibalismo siendo niños.

Uno de los pioneros investigadores del kuru fue el virólogo Daniel C. Gadjusek. Para demostrar que
era una enfermedad infecciosa transmisible que se contraía por comer cerebros
humanos,  inoculó en el cerebro de chimpancés sanos suspensiones de
cerebros de pacientes muertos por kuru. Como el periodo de incubación de la
enfermedad es tan largo, tuvo que esperar casi dos años para ver que los
chimpancés enfermaron con los mismos síntomas que el kuru. Estos experimentos
llevaron a la conclusión de que el kuru estaba causado por un agente infeccioso
que, en ese momento, se pensó que podía ser un virus latente. En aquellos años
se creía que algunas enfermedades estaban causadas por un tipo de virus todavía
no identificados con periodos de incubación muy largos, incluso de varios años,
eran las denominadas enfermedades por virus “lentos” . Se comprobó que los
síntomas del kuru eran muy similares a los de las encefalopatías espongiformes, como el scrapie o “tembladera” de las  ovejas y la enfermedad neurodegenerativa humana de Creutzfeldt-Jakob. Gajdusek sugirió que tanto el kuru como la
enfermedad de Creutzfeldt-Jakob estaban causadas por un agente infeccioso
todavía no identificado. Se ha sugerido que el kuru comenzó cuando los
aborígenes se comieron a un misionero que falleció de la enfermedad de
Creutzfeldt-Jakob. Daniel C. Gadjusek recibió el premio Nobel de Medicina en 1976.

Unos años antes, en 1972, el joven Stanley B. Prusiner comenzó su investigación para intentar aislar
al agente infeccioso que causaba estas enfermedades. Diez años después,
Prusiner y su equipo aislaron una proteína infecciosa del cerebro de un animal enfermo a
la que denominaron prion, del inglés
proteinaceous infectious particle. Al
principio, la comunidad científica fue muy crítica con la hipótesis de
Prusiner, ya que según él este agente infeccioso no tenía ni DNA ni RNA. 

Según
Prusiner, existían dos formas de la proteína: la proteína prion normal (PrPc) y la proteína prion infecciosa (PrPsc). La forma infecciosa de la proteína prion
tiene alterada su estructura y se pliega de manera incorrecta. Cuando un prion
infeccioso PrPsc entra en un organismo sano interacciona con la proteína prion
normal PrPc que  existe en el organismo, y la modifica cambiando su estructura
 convirtiéndola en prion infeccioso. Esto provoca una reacción en cadena
que produce grandes cantidades de la proteína prion infecciosa que se acumula y
causa la enfermedad (dibujos originales de Heber
Longás).

Stanley B. Prusiner recibió el premio Nobel de Medicina en 1997. En la fotografía en una conferencia en la Universidad de Navarra en 2001.

Hoy sabemos que los priones, y no los virus, son responsable
de las encefalopatías espongiformes
transmisible (EET), como el scrapie y la encefalopatía espongiforme bovina
(la famosa enfermedad de “las vacas locas”) o el kuru, la enfermedad de
Creutzfeldt-Jakob, de Gerstmann-Straussler-Scheinker o el insomnio familiar
fatal en humanos.

El canibalismo no es nada saludable, entre otras muchas
razones, porque puede causar el kuru. Algo parecido ocurrió con la crisis de
las “vacas locas” a finales de los 80. A las vacas se les alimentaba con piensos
ricos en proteínas de origen animal. De esta forma engordaban antes y producían
más carne. La encefalopatía espongiforme bovina ocurrió por un cambio en el
sistema de fabricación de estos piensos, que se preparaban con carcasas, restos
y vísceras de animales (ovejas y vacas, principalmente). El nuevo sistema de
fabricación no inactivaba los priones infecciosos presentes en los piensos. En
realidad estábamos dando de comer a las vacas restos de vacas, y pasó lo mismo que
a los de la tribu fore. Si las vacas hubieran comido hierba en vez de pienso fabricado
con restos de vacas no se habrían vuelto locas. Y si los fore hubieran
celebrado los funerales de una forma un poco más civilizada y no se hubieran
comido los sesos del difunto, no habrían contraído la “enfermedad de la risa”.

Te dejo un enlace a un video-reportaje sobre el kuru (en
inglés, 52:10). ADVERTENCIA: ojo, algunas descripciones de los ancianos de la
tribu fore son desagradables.

El animal
más peligroso del plantea, más incluso que el propio ser humano, es el
mosquito, responsable de unas 725.000 muertes anuales

Se conocen más de 100
enfermedades infecciosas humanas distintas causadas por virus que son
transmitidos por mosquitos. Los virus transmitidos por artrópodos o insectos se
denominan arbovirus, un abreviatura
del inglés arthropod-borne-virus. Hay
más de 500 virus distintos que son arbovirus, suelen ser virus de las familias
de los Togavirus, Flavivirus y Bunyavirus, todos ellos con el genoma tipo ARN.
Suelen ser infecciones que afectan a varios órganos. Habitualmente reciben el
nombre según los síntomas que producen o el lugar donde se descubrieron por
primera vez. Fiebre amarilla, dengue, Chikungunya, fiebre del Nilo
occidental, encefalitis de San Luis, fiebre hemorrágica de Crimea, fiebre del valle del Rift son algunos ejemplos de enfermedades víricas
transmitidas por artrópodos. Suelen causar infecciones leves que cursan con
fiebre, dolor de cabeza y erupción cutánea. Sin embargo, en algunos casos puede
causar enfermedades graves como encefalitis
o fiebres hemorrágicas que pueden ser fatales: la mortalidad de la
encefalitis venezolana por un Alfavirus puede llegar al 70%, por ejemplo. Estas
enfermedades suelen estar asociadas a las zonas geográficas donde viven estos mosquitos
y los animales que sirven de reservorio, normalmente las zonas tropicales y
subtropicales.

Pero además hay otras
enfermedades infecciosas no causadas por virus que también son transmitidas por
insectos, como malaria, mal de Chagas, leishmaniasis, esquistosomiasis,
filariasis linfática, ceguera de los ríos, etc.

Los virus se multiplica dentro del insecto, en las glándulas
salivares o en el intestino. Los insectos son su huésped natural. Suelen ser
mosquitos de las especiesAnopheles, Culex,  Aedes
o Phlebotomus, que se alimentan de
sangre. También hay arbovirus transmitidos por garrapatas. Todos estos insectos
trasmiten el virus a animales silvestres que actúan como reservorio o almacén
del virus: roedores, aves, monos u otros mamíferos. El ciclo natural del virus
se mantiene por tanto entre los artrópodos, que actúan de vector, y los
animales silvestres que son el almacén del virus. El virus entra en el mosquito
cuando pica al animal infectado y se alimenta de su sangre. El virus llega a
las glándulas salivares del mosquito donde se replica.

A veces ocurre que estos mosquitos transmiten la infección al
hombre. Al picar a una persona hacen una pequeñísima lesión en la piel,
suficiente para que sirva de puerta de entrada del virus. A través de la saliva
o de las heces del mosquito (algunos tienen la mala costumbre de defecar cuando
pican), el virus entra en nuestro organismo. El virus pasa a nuestra sangre, se
multiplica y se extiende por todo el cuerpo produciendo la enfermedad.

El control de estas enfermedades transmitidas por arbovirus requiere
normalmente el control o la eliminación del vector, de mosquitos y garrapatas. Muchas veces, la colocación de sencillas
mosquiteras en las ventanas tienen un efecto mucho más eficaz que una vacuna.

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por mosquitos (en inglés, 1:11)

• infecciones respiratorias, como bronquitis, neumonía y gripe, causadas por virus y bacterias, con 3,1 millones de fallecidos cada año;

• VIH/SIDA con aproximadamente 1,5 millones de muertos anuales;

• infecciones diarreicas por la mala calidad de agua, causadas por virus y bacterias, que producen deshidratación y malnutrición. Quizá te sorprenda pero cada año mueren cerca de 1,5 millones de personas por una «simple» diarrea.

Además, estas tres enfermedades infecciosas son la primera causa de muerte en los países con bajos recursos económicos.

En la siguiente gráfica puedes ver las diez enfermedades infecciosas más letales

(1) Las 10 causas principales de defunción en el mundo 2000-2012. OMS. Nota descriptiva nº 310. Mayo de 2014.

Pero existe otra enfermedad infecciosa erradicada del
planeta, que no afecta al hombre, pero si a los animales: la peste bovina.

La peste bovina que se declaró oficialmente erradicada de
todo el mundo en el año 2011. Es la primera enfermedad animal erradicada en la historia de la humanidad. La peste bovina
está causada por un virus (del género de los Morbillivirus, familia Paramyxoviridae)
y afecta sobre todo al ganado vacuno, aunque también a búfalos, jirafas, ñus y
antílopes. Afortunadamente no es patógeno para el ser humano, pero para el
ganado vacuno la tasa de mortalidad puede llegar al 90%.

Virus de la peste bovina: orden Mononegavirales, familia Paramyxoviridae, género Morbillivirus. Fuente: ViralZone.

La enfermedad ha
estado presente en Europa, África y Asia desde la época de los romanos y ha
causado cientos de millones de muertes de cabezas de ganado a lo largo de
cientos de años. Por eso, las epidemias de peste bovina no solo han estado
asociadas a grandes perdidas económicas si no también han ocasionado grandes
hambrunas en la población humana. Los animales que se recuperan de la peste
bovina tienen inmunidad permanente y no vuelven a padecer la enfermedad.
Además, no existen animales que actúen como “reservorios” o almacén de la
enfermedad.

La mortalidad de la peste bovina podía llegar al 90%.

Las primeras vacunas contra la peste bovina ya las desarrolló
Robert Koch a finales del siglo XIX, y luego se han ido mejorando con vacunas
cada vez más eficaces. Por todas esta razones, en los años ochenta comenzó un
programa mundial para la erradicación de la peste bovina. El último caso
registrado de peste bovina data de 2001, y diez años después la OIE declaró
oficialmente que el mundo estaba libre de la enfermedad. Gracias a las vacunas
hemos sido capaces de erradicar del planeta dos 
grandes plagas, la viruela y la peste bovina.

Nota de prensa de la OIE del 25 de mayo de 2011.

Más info de la OIE.

También puede interesar escuchar la noticia en El podcast del microbio

Se cuenta que fueron los hombres de Pánfilo Narváez, que desembarcaron en 1520 en Yucatán (México) para apresar al conquistador Hernán Cortés, quienes introdujeron la enfermedad en América: uno de los pasajeros era un esclavo africano infectado con viruela. En pocos meses la enfermedad se extendió por todo el Imperio Azteca porque la población indígena no había tenido exposición o inmunidad contra el virus antes de la llegada de los españoles. Los brotes de viruela devastaron los Imperios Azteca e Inca y también afectaron a otros indios americanos. Se calcula que en menos de cien años la población azteca pasó de unos 26 millones cuando llegaron los conquistadores españoles a 1,6 millones. El propio emperador Moctezuma falleció aquejado de viruela, y probablemente la conquista del Imperio Azteca no habría sido igual sin los estragos de esta enfermedad entre los indios.

Hernán Cortés, marqués del Valle de Oaxaca, con Moctezuma II.

En los siglos XVII y XVIII, la viruela asoló Europa y sólo en Inglaterra afectó a más del 90% de los niños. Sabemos de varios personajes famosos que también padecieron o murieron de viruela: María II de Inglaterra, Pedro II emperador de Rusia y Luis XV rey de Francia, murieron de viruela; Mozart, George Washington y Abraham Lincoln padecieron viruela pero sobrevivieron. La Organización Mundial de la Salud calcula que el virus de la viruela ha sido responsable de más de 300 millones de muertos, … solo en el siglo XX, más que las guerras mundiales, la gripe del 1918 o el SIDA, juntos. Como ves la viruela ha sido responsable de cientos de millones de muertos y ha influido incluso en muchos hechos históricos.

Gracias a las vacunas, se ha conseguido que el último caso de infección natural por viruela fuera el 26 de octubre de 1977: Ali Maow Maalin, un joven somalí de 23 años fue la última persona conocida en el mundo que padeció viruela como infección natural. En 1980, la Organización Mundial de la Salud declaró erradicada la viruela. Ha sido la primera y de momento la única enfermedad infecciosa humana erradicada del planeta.

Por eso, contestar a la pregunta ¿cuál es la
enfermedad infecciosa más contagiosa?, no es fácil.

Una manera que emplean los epidemiólogos es el cálculo
del número reproductivo básico (R₀), que es el número de
nuevos casos que producirá una persona infectada durante su período de contagio
en una población con personas susceptibles. El número reproductivo básico es
una forma de cuantificar cómo de contagiosa en una enfermedad y depende también
de muchos factores: de lo que dure la infección, de la probabilidad de
trasmisión de la infección, de los contactos que la persona contagiada tenga
con otras personas, y de la probabilidad de que una persona infectada sea
contagiosa. Generalmente, cuanto más grande sea R₀ más difícil será controlar una epidemia.

Diferencia entre transmisión por gotículas y por aerosoles: Sobre la transmisión del Ébola.

Normalmente las enfermedades más contagiosas suelen
ser aquellas que se trasmiten por vía aérea, como aerosoles que emitimos al
respirar, porque son muy difíciles de controlar. El sarampión es una enfermedad
con uno de los mayores valores de R₀, entre 12 y 18, seguida muy de
cerca de la tos ferina (12-17), y luego les sigue la varicela con valores entre
8-12. Para que te hagas una idea el VIH/SIDA tiene un valor de R₀ de
2-5 y el Ébola de 2-3. Por tanto, muy probablemente la enfermedad infecciosa
más contagiosa sea el sarampión.

Comparación entre la capacidad de transmisión del Ébola, virus SARS, VIH/SIDA, paperas, viruela, tos ferina y sarampión.

El sarampión está causado por un virus. El período
de contagio de la enfermedad precede a los síntomas. El hombre es el único huésped,
es un virus muy poco variable del que solamente hay un tipo y la inmunidad que
causa es para toda la vida, solo se pasa una vez. El virus se encuentra en todo
el mundo. La enfermedad puede llegar a ser mortal, sobre todo en niños inmunodeprimidos
y desnutridos. Antes de la vacunación más del 90% de la población menor de 20
años había tenido el sarampión. A nivel mundial, el sarampión en una de las
principales causas de muerte en niños pequeños, a pesar de que hay una
vacuna segura y eficaz para prevenirlo. En 2013 hubo 145.700 muertes por
sarampión en todo el mundo, es decir, cerca de 400 por día y 16 por
hora. Como hemos dicho probablemente sea la enfermedad más contagiosa.

En una guardería, si hay un caso de
sarampión el 85% de las personas expuestas pueden llegar a infectarse y el 95%
de ellas desarrollar la enfermedad.

No hay un tratamiento específico contra el virus
pero sí una vacuna segura y muy efectiva: una cepa atenuada del virus
que se administra con las vacunas frente a la parotiditis y la rubéola (vacuna
SPR). La vacunación contra el sarampión ha proporcionado grandes beneficios de
salud pública, reduciendo la mortalidad mundial por esta causa en un 78% entre
2000 y 2012. En 2013, aproximadamente un 84% de la población infantil
mundial recibió a través de los servicios de salud habituales una dosis de
vacuna contra el sarampión antes de cumplir un año de vida. Se estima que entre
2000 y 2013, la vacuna contra el sarampión evitó 15,6 millones de muertes,
lo que la convierte en una de las mejores inversiones en salud pública. El
sarampión, una de las enfermedades más contagiosa, puede llegar a ser erradicada
del planeta, lo mismo que la viruela.

Por eso no vacunar
a tus hijos contra el sarampión es una solemne tontería y una
irresponsabilidad, como demuestra el reciente brote de sarampión en Disneylanden EE.UU.

Fuente: datos de la OMS

La rabia es una de las enfermedades
virales más antiguas y más temidas. Está extendida por todo el plantea, excepto
Australia y la Antártida.

Es
una enfermedad muy infecciosa entre los mamíferos, particularmente en
poblaciones silvestres de perros,
coyotes, zorros, mapaches, zorrillos, mangostas y murciélagos. Es mucho menos
frecuente en otros animales pero se ha aislado también en gatos, vacas,
caballos, cerdos, ovejas, cabras, conejos, ratas, ardillas, monos, y un largo etcétera.
Los perros son el reservorio o almacén mundial del virus y son responsables del
95% de los casos de rabia humana.

Alrededor
del 75% de las personas infectadas por rabia padecen encefalitis en los primeros días. Sin embargo, el periodo de
incubación puede ser desde sólo 4 días hasta 6 años, en algunos pocos casos. Lo
normal es que la enfermedad dure unos pocos días, en un par de semanas se entra
en coma y en un promedio de 18 días la
muerte. En algunos casos los síntomas incluyen fobia a los líquidos,
dificultad para tragar, agitación, ansiedad, alucinaciones, hipersalivación,
tendencia a morder, convulsiones, etc. Como ves, muy “zombi”.

La OMS estima que cada año más de
15 millones de personas en todo el mundo reciben tratamiento post-exposición
con la vacuna y mueren unas 60.000 personas por rabia, sobre todo en Asia y
África

La
vía de entrada del virus de la rabia en el organismo es a través de una herida
o mordedura. El virus se replica en las células musculares, en algún momento
pasa a las células nerviosas vía los receptores de acetilcolina y viaja por las
neuronas hasta la médula espinal. Afortunadamente este “viaje” puede tardar varios
días por lo que es posible un tratamiento post infección que consiste en suero
antirrábico (inmunoglobulina humana contra la rabia) o vacunas (virus muertos
inactivos) que bloquen al virus, impidan su diseminación al sistema nervioso
central y detengan así enfermedad. Si no se consigue parar al virus y comienzan
los síntomas, la mortalidad es prácticamente del 100%.

El virus de la rabia es un Rhabdovirus,
son virus helicoidales con envoltura y genoma formado por una molécula sencilla
de RNA sentido negativo, son virus de la clase V de la clasificación de
Baltimore. Fuente: ViralZone.

Solo
se conocen 8 personas que habiendo comenzado los síntomas han sobrevivido a la
rabia. Siete de ellas recibieron algún tipo de tratamiento antes o después de
la infección y la mitad quedó con algún trastorno neurológico grave y
permanente. Solo se conoce un caso, Jeanna Giese una joven de 15 años de Wisconsin (EE.UU.) que fue mordida por un
murciélago, a la que no se le administró ni vacuna ni inmunosuero y que logró
curarse.

Ni
el VIH, ni el Ébola, ni Marburg, ni gripe, ni viruela, …:la rabia. España se
encontraba libre de rabia desde 1978, pero en junio de 2013 hubo un caso de un
perro con rabia proveniente de Marruecos que mordió a cuatro jóvenes y un
adulto, afortunadamente sin consecuencias. La rabia no se transite de persona a
persona. La mejor forma de erradicar la rabia: la vacunación de los animales.

Más
info:

(1) Current and future approaches to the therapy of human rabies. Jackson, A. C. Antiviral
Research. 2013. 99(1): 61–67.

(2) El más reciente caso de rabia en España

Los procariotas los podemos encontrar en todas partes: en
habitas acuáticos, en el suelo, en la superficie terrestre, en el interior de
los animales, en la superficie de las plantas, incluso en el aire. Son más
abundantes en el suelo que en las aguas, y mucho menos en el aire.

Según una publicación de 1998 (1), el número aproximado de
procariotas en la Tierra se estima entre 4 y 6 x 10³⁰ células, un 1
seguido de 30 ceros, una cantidad inmensa: hasta 6 billones de
trillones de procariotas!

Sin embargo, un trabajo más reciente de 2012 (2) hace una
estimación mucho menor (¿?), de tan solo 3 x 10²⁹, solo 300 mil
millones de trillones.

¿Y cómo son de diversos? ¿Cuántos tipos diferentes de
procariotas hay ahí fuera?

Algunos (3) han especulado que en el mar puede haber unos 2 millones
de grupos diferentes de procariotas, mientras que solo una tonelada de suelo
podría contener el doble, 4 millones. Otros (4) calculan que el número
de especies bacterianas diferentes debe ser mayor de mil millones. Pero lo
cierto es que la mayoría, más del 99%, son no cultivables, por lo que sabemos
muy poquito de ellos o más bien nada.

Conclusión: son muchos y la mayoría desconocidos. Hay mucho
trabajo pendiente, ánimo microbiólogos!

(1) Prokaryotes: The unseen majority. Whitman, W.B., y col. Proc
Natl Acad Sci USA. 1998. 95(12): 6578–6583.

(2) Global distribution of microbial abundance and biomass in sub seafloor sediment. Kallmeyer, J. y col. Proc Nat Acad Sci USA. 2012.
109(40): 16213–16216.

(3) Estimating prokaryotic diversity and its limits. Curtis,
T.P., y col. Proc Natl Acad Sci USA. 2002. 99(16): 10494–10499.

(4) Santa Rosalia revisited: why are there so many species of bacteria? Dykhuizen, D.E. Antonie Van Leeuwenhoek. 1998. 73(1): 25-33.