¿Qué rol cumplen los microorganismos en la Antártida?

 

La investigadora Susana Castro Sowinski, de la Facultad de Ciencias, edita y coordina libro internacional sobre el rol de los microorganismos en la Antártida.

Una de las megaeditoriales científicas del mundo es Springer, empresa que edita la prestigiosa revista Nature. Hace escasos días, en su colección Springer Polar Sciences, dedicada a “la investigación en el Ártico, regiones subárticas y a la Antártida”, la editorial publicó el libro electrónico El rol de los microorganismos en el ambiente antártico. Interesante de por sí, contiene un atractivo especial: su coordinadora y editora es la docente e investigadora de la sección Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República (Udelar), Susana Castro Sowinski.

El hecho no es sorprendente: dado que todos los países que tienen bases en la Antártida están obligados a desarrollar investigación científica –aunque la mayoría son gestionadas por militares, son bases científicas–, en la última década Uruguay incrementó su actividad de investigación en la Base Antártica Científica Artigas, en consonancia con el crecimiento del sistema científico. Si bien Castro hace años que hace investigación antártica, la publicación de este libro sirve para dejar en evidencia que en el país no sólo hay investigadores con sus ojos e instrumentos apostados en el continente blanco, sino también que la comunidad científica mundial mira a esos investigadores. Una vez más, la frase de Clemente Estable entra en juego: “Con ciencia grande no hay país pequeño”.

Una invitación a colaborar

Castro cuenta que todo comenzó cuando Springer la invitó a colaborar, junto con otros investigadores, en una serie de libros. El proyecto fue cambiando hasta que le propusieron publicar en Polar Science, “porque se ajustaba más a esta otra serie de libros”. Como en el continente antártico se promueve la colaboración científica, Castro de inmediato supo que el libro debía reflejar esa realidad. “Presenté un proyecto que fue aceptado, en el que contribuyeron investigadores de todos los continentes”, dice. El trabajo no fue sencillo y le llevó aproximadamente un año. Debió leer y editar cada uno de los capítulos, “algo que no es tan simple, sobre todo cuando el libro se publica en inglés y se debe asegurar un mínimo de calidad en el idioma, además de la calidad y actualización de la información, y de la presentación de esquemas que sean útiles no sólo con fines académicos, sino también con fines didácticos”. Es que el libro no está pensado sólo para otros investigadores: “La idea es que los capítulos sean también útiles para los docentes que enseñan temas relacionados con la temática del libro”, afirma.

Con respecto a la temática del libro, Castro afirma que “trata sobre el papel que cumplen los microorganismos en los ambientes antárticos” y señala que también estuvo detrás para que tuviera “fotos inéditas y muy lindas sobre los ambientes antárticos”. De todas formas, Castro, que escribió en colaboración uno de los capítulos, rechaza el protagonismo: “Mi mayor contribución es de gestión y gerenciamiento, pero la parte importante es la contribución que hacen los diferentes investigadores. Entre los investigadores uruguayos que contribuyeron con capítulos hay grupos de la Facultad de Ciencias, la Facultad de Química y el Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable [IIBCE]”.

“La Antártida, oficialmente un desierto y técnicamente la mayor reserva de agua potable, es el lugar más árido del mundo, con muy baja humedad y temperatura, y vientos y radiación UV fuertes”, comienza diciendo Castro en el prefacio del libro. Sin embargo –y de lo contrario no habría libro al que hacerle el prefacio–, la investigadora enseguida aclara: “A pesar de las duras condiciones ambientales encontradas en este continente, estudios moleculares, filogenéticos y fisiológicos han revelado un vasto conjunto de grupos microbianos en él”.

Este conjunto de pequeñísimos seres vivos, compuesto por microorganismos nativos pero también por otros invasores introducidos por los seres humanos, tienen un libreto para cumplir: “Contribuyen al ciclo de nutrientes, intervienen en las redes tróficas, así como en la calidad del agua, el suelo y el aire”, entre otras cosas. “Tomados como un todo, tienen un rol como reguladores de los procesos del ecosistema”, dice la científica. Con semejantes tareas sobre sus pequeños hombros, es poco menos que un acto de justicia que el libro hable de ellos, ya sea describiendo los grupos de hongos, bacterias, cianobacterias, levaduras y virus antárticos y los hábitats en los que habitan, sus características y metabolismo, así como “las estrategias que utilizan para moldear el ambiente antártico”. Para ello, el libro tiene capítulos escritos por científicos e investigadores de Alemania, Argentina, Brasil, Estados Unidos, Italia, Japón, Nueva Zelanda, Singapur, Sudáfrica y, como no podía ser de otra forma, Uruguay, todos ellos países que tienen bases científicas en la Antártida.

Curiosidades para todos los gustos

El primer capítulo del libro, escrito por investigadores sudafricanos, podría generar perplejidad a quienes en verano se espantaron por las aguas verdes que les arruinaron las vacaciones. Titulado “Rol de Cyanobacteria en la ecología de los ambientes polares”, el texto nos recuerda algo que nunca deberíamos perder de vista: aunque nos moleste verlas en nuestros cursos de agua –por motivos repudiables, como el abuso de fósforo y nitrógeno de los fertilizantes agrícolas, pero también por los desechos que tiramos al agua cada vez que tiramos de la cisterna–, las cianobacterias son organismos que llevan millones de años en este planeta y sin los cuales, gracias a que aumentaron la cantidad de oxígeno en la atmósfera hace unos 2.500 millones de años, hoy no estaríamos aquí. Siendo tan antiguos –se sospecha que organismos como las cianobacterias les pasaron a las plantas la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis–, es evidente que tienen un lugar en los ecosistemas.

El continente helado no es la excepción, menos aun cuando los autores afirman que estos microorganismos “son la forma viva dominante de los ambientes terrestres antárticos”. Gracias a las cianobacterias, esos ambientes adquieren nutrientes, estabilizan el suelo y estructuran sus comunidades, al punto de que afirman que son “reguladores críticos del carbono y el nitrógeno y son esenciales para hacer que los nutrientes estén disponibles para los otros miembros de la comunidad asociados”. Es que con las bacterias y otros microorganismos importa tanto el qué como el dónde: así como en nuestro intestino sería imposible hacer la digestión sin muchas especies distintas de bacterias, y esas mismas bacterias en otras partes del cuerpo podrían enfermarnos gravemente, en el ambiente terrestre antártico las cianobacterias son tan imprescindibles como trágicas sus floraciones en los cursos de agua eutrofizados de Uruguay.

A pesar de que las bacterias son los organismos más numerosos en la Antártida, hay lugar para muchos otros. Silvana Vero, Gabriela Garmendia y Adalgisa Martínez, del laboratorio de Biotecnología del área de Microbiología de la Facultad de Química de la Udelar, son las autoras de un capítulo sobre las levaduras antárticas. Sí, las levaduras, que forman parte del reino de los hongos, están en la pizza, en el vino, en la cerveza, en nuestro cuerpo y también en el continente blanco, donde “están involucradas en el reciclado y la mineralización de la materia orgánica”, y juegan un “rol importante en el ciclo del carbono” y en el del nitrógeno. Es más: algunas de las levaduras antárticas tienen la capacidad de degradar compuestos contaminantes, así que las autoras las proponen como interesantes para “la biorremediación de los ambientes antárticos” estropeados por el ser humano.

Mientras que Vanesa Amarelle, Valentina Carrasco y Elena Fabiano, del IIBCE, nos invitan a asomarnos a “La vida oculta de las rocas antárticas” y nos recuerdan que la vida en este planeta es tan asombrosa como adaptable a las circunstancias más extremas, investigadores brasileños y compatriotas nos hablan de la asociación entre hongos marinos y macroalgas que, dado el calentamiento global, pueden verse perturbadas en un futuro cercano, por lo que se piensa en su conservación ex situ. Dado que en la Antártida sólo hay dos especies de plantas vasculares (Deschampsia antarctica y Colobanthus quitensis), también se toca el tema de cómo los microbios ayudan a su ecología y qué sucederá si las temperaturas siguen en ascenso. Lo mismo se estudia respecto de la estrecha relación entre bacterias, arqueas, levaduras y diatomeas con los invertebrados bentónicos antárticos, estudios que según los autores “aún están en su infancia”. ¡Si quedarán cosas para investigar en el continente blanco!

No dejarás continente sin alterar

El libro también abarca los cambios que el ser humano está ocasionando en el continente más austral. “Los cambios antropogénicos en la Antártida implican un serio cuestionamiento a la capacidad de las comunidades microbianas para responder al estrés ambiental en ese ambiente extremo y frágil”, afirman los investigadores italianos que estudian cómo responden los organismos procariotas –aquellos que no tienen núcleo celular– en la Antártida al calentamiento global. Científicos y científicas de Argentina y Alemania escriben sobre cómo, debido al incremento del turismo antártico y la presencia de bases, “se han detectado diferentes tipos y niveles de contaminación de suelos, sedimentos y aguas costeras, siendo los hidrocarburos derivados del petróleo los contaminantes principales”. Dado que por protocolos ambientales no pueden introducirse a la Antártida organismos de otros continentes ni aplicar métodos de limpieza disruptivos, los investigadores se proponen estudiar la población de bacterias nativas para esas tareas de biorremediación.

Juan Cristina, ex decano de la Facultad de Ciencias, virólogo y director de la Escuela de Verano de Iniciación a la Investigación Antártica, escribe un capítulo sobre los virus antárticos, centrándose en los virus ARN (que no tienen ADN). El tema es sumamente interesante, en primer lugar porque, como dice Cristina, “la infección con virus ARN de la fauna antártica es más significativa de lo que se había anticipado”, pero además porque allí hay algunos virus que podrían presentar cierto riesgo para la sanidad animal y humana.

Aprendiendo de los más chiquitos

El libro también se adentra en el fascinante mundo de cómo los pequeños microorganismos pueden ayudarnos, dado que son “potenciales fuentes genéticas para el desarrollo de productos biotecnológicos”. Como es posible que recuerden los lectores, Susana Castro y su equipo de investigación buscaron en los microorganismos antárticos una ayuda para combatir el daño que ocasiona en el ADN de nuestras células la exposición a altas radiaciones ultravioletas. Para ello, Castro, Juan José Marizcurrena y otros investigadores encontraron en las bacterias antárticas resistentes a la radiación ultravioleta genes que expresan fotoliasas y enzimas que ayudan a la reparación del ADN dañado, y los introdujeron en otros microorganismos para que los produzcan en abundancia; es lo que se conoce como “producción recombinante”. Las investigaciones dieron resultados, y el año pasado se anunció que estaban en proceso de patentar la producción de estas fotoliasas recombinantes para que sean usadas por las industrias farmacéuticas nacionales que deseen incluirlas en cremas protectoras solares a menor precio de lo que compran fotoliasas en el exterior. A modo de ejemplo, en el proyecto de su investigación, los autores informaban que un miligramo de fotoliasa recombinante cuesta en el mercado unos 2.000 dólares.

Pero la Antártida tiene un potencial mucho más vasto. Juan Marizcurrena, María Fernanda Cerdá, Diego Alem y la propia Castro, investigadores de la Facultad de Ciencias y del IIBCE, dedican un capítulo a los pigmentos de los microorganismos antárticos, y sobre su potencial uso recuerdan que entre 2007 y 2011 las ventas globales de pigmentos naturales aumentó 29%, alcanzando unos 600 millones de dólares, que son usados por las industrias de alimentos, fármacos, cosméticos y textiles. En las condiciones extremas de la Antártida, los organismos generan pigmentos que hoy o mañana podrían tener perspectivas comerciales, incluso para la fabricación de células solares, como es el caso del pigmento anaranjado extraído de Hymenobacter sp. Como puede concluirse tras leer el libro, ni todo en la Antártida es blanco ni es un continente deshabitado.

Publicación: “The Ecological Role of Micro-organisms in the Antarctic Environment”.
Editorial: Springer – Polar Sciences (2019).
Autor: Susana Castro Sowinski (editora).

Fuente: Leo Lagos, La Diaria.