{"id":69529,"date":"2023-05-10T07:45:49","date_gmt":"2023-05-10T07:45:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/?p=69529"},"modified":"2023-05-10T11:35:52","modified_gmt":"2023-05-10T11:35:52","slug":"bacterias-bajo-el-mar-de-la-antartida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ull.es\/portal\/noticias\/2023\/bacterias-bajo-el-mar-de-la-antartida\/","title":{"rendered":"Bacterias bajo el mar de la Ant\u00e1rtida"},"content":{"rendered":"

Resulta dif\u00edcil de creer que en lo m\u00e1s profundo y oscuro las aguas polares, sobre las que pesa una capa de hielo que puede tener hasta 400 metros de espesor que provocan la ausencia perenne de la luz, la vida se abra paso. Y s\u00ed, lo hace. Se abre camino en forma de bacteria y, en concreto de las llamadas oxidadoras de azufre, que habitan en las heladas aguas de la Ant\u00e1rtida.<\/p>\n

Estos microorganismos se mueven a sus anchas en el conocido como el \u00faltimo oc\u00e9ano, el mar de Ross, la mayor reserva marina del planeta, cubierto por una gruesa capa de hielo, de cuyas aguas llegaron las muestras que prueban que el grupo de bacterias UBA868 oxida azufre para fijar carbono a partir de los 200 metros. Un hallazgo revelador con el que puede afirmarse que en las zonas m\u00e1s profundas del oc\u00e9ano, y a pesar de la carencia de luz natural, tambi\u00e9n se puede fijar CO2<\/sub> con azufre inorg\u00e1nico como \u00fanica fuente de energ\u00eda, algo que se desconoc\u00eda hasta ahora, tal y como afirma Jos\u00e9 Manuel Gonz\u00e1lez Hern\u00e1ndez<\/a>, profesor del Departamento de Bioqu\u00edmica, Microbiolog\u00eda, Biolog\u00eda Celular y Gen\u00e9tica<\/a> de la Universidad de La Laguna.<\/p>\n

Gonz\u00e1lez Hern\u00e1ndez lidera junto a Federico Baltar Gonz\u00e1lez, licenciado en Ciencias del Mar por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC)<\/a> y profesor del Departamento de Ecolog\u00eda Funcional y Evolutiva de la Universidad de Viena<\/a>, una l\u00ednea de investigaci\u00f3n centrada en el estudio de estas bacterias, que ya se conoc\u00edan, pero sobre las que se hab\u00eda pasado de puntillas hasta que los dos investigadores canarios pusieron sus ojos en ellas y decidieron estudiarlas a fondo.<\/p>\n

Y ha sido justo por eso, por dar a conocer su estructura y funciones, as\u00ed como el papel que desempe\u00f1an en la fijaci\u00f3n de carbono a partir de compuestos inorg\u00e1nicos de azufre \u2212proceso que se conoce como litoautotrof\u00eda\u2212 por lo que su estudio ha derivado en la reciente publicaci\u00f3n de un art\u00edculo en la revista cient\u00edfica Nature Microbiology<\/a>, <\/em>en el que se concluye que este tipo de microorganismos no es exclusivo del mar de Ross<\/a>. De hecho, est\u00e1n presentes en todos los oc\u00e9anos.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\u201cLas algas unicelulares y las bacterias fijan el CO2 <\/sub>en los oc\u00e9anos, sobre todo en la superficie, y eso supone alrededor de la mitad de la emisi\u00f3n total del planeta. Las bacterias degradan esa materia org\u00e1nica y ese CO2 <\/sub>vuelve, en gran cantidad, a la atm\u00f3sfera. Dicho as\u00ed suena muy sencillo, aunque la verdad es que es un equilibrio bastante m\u00e1s complejo que eso. Todav\u00eda nos faltan muchas piezas del puzle que no se conocen\u201d, explica el profesor de la Universidad de La Laguna.<\/p>\n

Y con este tipo de investigaciones se a\u00f1ade otra pieza m\u00e1s. \u201cYo quer\u00eda saber si esos microorganismos que encontramos en la Ant\u00e1rtida se hallaban tambi\u00e9n en otras partes de los oc\u00e9anos, y lo que hice fue analizar, con nuestros propios m\u00e9todos, muchas m\u00e1s muestras procedentes de otros sitios mediante secuencias, es decir, ficheros con los que saber qu\u00e9 clase de componentes hay en esa comunidad y qu\u00e9 genes tienen, y en este caso concreto, lo que interesaba era saber la diversidad de los genes de oxidaci\u00f3n de azufre\u201d.<\/p>\n

Esas otras muestras, que proceden del oc\u00e9ano \u00c1rtico, tambi\u00e9n de la Ant\u00e1rtida, del \u00cdndico, del Pacifico o el mar Mediterr\u00e1neo, ya estaban secuenciadas de antes \u2212se hab\u00eda descifrado su c\u00f3digo gen\u00e9tico en campa\u00f1as previas\u2212 pero no as\u00ed las procedentes del mar de Ross. Las muestras extra\u00eddas de las aguas de la Ant\u00e1rtida llegaron a\u00f1os m\u00e1s tarde al laboratorio para su estudio y an\u00e1lisis tras la culminaci\u00f3n de una expedici\u00f3n cient\u00edfica que no estuvo exenta de todo tipo de dificultades y contratiempos.<\/p>\n

En el mar de Ross<\/strong><\/p>\n

La iniciativa que llev\u00f3 en 2017 a un grupo multidisciplinar de cient\u00edficos hasta la Ant\u00e1rtida en una expedici\u00f3n promovida por la Universidad de Otago (Nueva Zelanda) en la que entonces trabajaba como profesor Federico Baltar, era la segunda exploraci\u00f3n que se emprend\u00eda en 40 a\u00f1os. La primera fue en 1977, y aunque consigui\u00f3 su objetivo, alcanzar el agua l\u00edquida bajo la gruesa capa de hielo para mostrar al mundo que la vida se hac\u00eda un hueco pese al tremendo fr\u00edo y la falta de luz, las t\u00e9cnicas no eran tan sofisticadas y precisas como las de hoy en d\u00eda.<\/p>\n

Cuatro d\u00e9cadas despu\u00e9s, la \u2018cruzada\u2019 cient\u00edfica a la Ant\u00e1rtida que permiti\u00f3 extraer reveladoras muestras que han posicionado en el mapa cient\u00edfico mundial al grupo de bacterias UBA868 volv\u00eda a repetirse, pero en esta ocasi\u00f3n con una tecnolog\u00eda y unos medios mucho m\u00e1s avanzados, que redujeron al m\u00ednimo los seis a\u00f1os que los primeros cient\u00edficos tardaron en hacer un agujero en esta bah\u00eda del oc\u00e9ano Austral.<\/p>\n

En esta ocasi\u00f3n, excavar un hueco de 30 cent\u00edmetros de di\u00e1metro y 400 metros de profundidad hasta llegar al agua que se encuentra bajo la gruesa capa de hielo en la que la temperatura oscila<\/p>\n

\"\"<\/a>

Hueco excavado en el mar de Ross para extraer las muestras de agua. Foto: Federico Baltar.<\/p><\/div>\n

entre uno y dos grados bajo cero (frente a los cuarenta bajo cero, o m\u00e1s, que puede haber en el exterior) tampoco fue nada f\u00e1cil. Se tardaron varios meses en preparar una expedici\u00f3n que apenas llegaba a los cinco d\u00edas de duraci\u00f3n, debido no solo al alt\u00edsimo coste que supon\u00eda un proyecto de tal envergadura, sino a las inclemencias meteorol\u00f3gicas y temperaturas extremas que hay que enfrentar.<\/p>\n

Como avanzadilla a la expedici\u00f3n cient\u00edfica estaba la t\u00e9cnica. Expertos en excavaciones sobre hielo e ingenieros, junto a un equipo de ge\u00f3logos, se desplazaron meses antes para preparar el terreno y acometer la perforaci\u00f3n de la barrera de hielo de Ross, que tanto inter\u00e9s despierta entre los cient\u00edficos de todo el mundo, y donde ya hab\u00eda llegado Julio Verne un siglo antes con su magn\u00edfica pluma y el Nautilus de Veinte mil leguas de viaje submarino<\/em>.<\/p>\n

La fascinaci\u00f3n (cient\u00edfica y no cient\u00edfica) por esta bah\u00eda situada al sur de Nueva Zelanda, entre el oc\u00e9ano glacial Ant\u00e1rtico y la Ant\u00e1rtida, donde existen multitud de microorganismos viviendo en la m\u00e1s absoluta oscuridad \u2212a temperaturas extremas y con una salinidad muy superior a la del mar\u2212 ha ido in crescendo<\/em> a medida que se producen m\u00e1s hallazgos que dan pistas de la incre\u00edble riqueza biol\u00f3gica de este ecosistema marino, uno de los pocos que quedan a\u00fan intactos en el mundo, que fue declarado reserva marina en 2016.<\/p>\n

Sobre territorio inexplorado<\/strong><\/p>\n

En este escenario tan particular, cuya superficie se asemeja a la de Espa\u00f1a (505.370 kil\u00f3metros cuadrados), el volumen de agua que se esconde bajo el hielo es descomunal: alrededor de 54.000 kil\u00f3metros c\u00fabicos dan cobijo a microorganismos hu\u00e9rfanos de materia org\u00e1nica con la que alimentarse. \u201cEstamos hablando de un ambiente que no est\u00e1 nada explorado \u2212puntualiza el profesor de la Universidad de La Laguna\u2212 y es en este aspecto donde radica la importancia de este proyecto, ya que la \u00fanica expedici\u00f3n que lleg\u00f3 antes que la nuestra fue la del 77, pero no hay que olvidar que hubo otras personas que lo intentaron y fracasaron e, incluso, algunas murieron en el lugar\u201d.<\/p>\n

En 2017, afortunadamente, no hubo que lamentar p\u00e9rdidas humanas, pero s\u00ed un giro de tuerca en el curso de la expedici\u00f3n a consecuencia de las inclemencias meteorol\u00f3gicas, que se volvieron tan desmedidas como peligrosas. El cambio de tiempo puso todo en contra. Al fr\u00edo polar, el viento huracanado y la niebla intensa se unieron los intentos de aterrizaje frustrados del avi\u00f3n que deb\u00eda llevar de regreso a los integrantes de la expedici\u00f3n y, por tanto, trasladar las muestras de agua con las bacterias oxidadoras que se cog\u00edan y se tiraban d\u00eda tras d\u00eda debido a que se congelaban. Era imposible mantenerlas frescas.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Campamento de la expedici\u00f3n cient\u00edfica instalado en la Ant\u00e1rtida. Foto: Federico Baltar.<\/p><\/div>\n

Las operaciones de desecho y nuevas recogidas de muestras se repitieron durante tres semanas, justo las que tardaron en poder abandonar el lugar y recorrer bastantes kil\u00f3metros hasta cruzarse con una expedici\u00f3n americana que contaba con mejores veh\u00edculos para poder desplazarse sobre las capas de hielo, y gracias a la que pudieron, finalmente, alcanzar una estaci\u00f3n donde procesar las muestras. Tras cuatro horas en el laboratorio, estaban a salvo. El objetivo de la expedici\u00f3n se hab\u00eda cumplido.<\/p>\n

Despu\u00e9s de tanto trabajo, las muestras de agua se procesaron sin problema, explica Gonz\u00e1lez, precisando que se hab\u00edan recogido justo por debajo de la capa de hielo \u2212cerca del sedimento y a mitad de camino entre este y a plataforma de hielo\u2212 lo que les permit\u00eda hacer una descripci\u00f3n exhaustiva de la comunidad de microorganismos que se desarrolla y sobrevive en condiciones tan extremas.<\/p>\n

En las muestras, que se extrajeron a una temperatura que est\u00e1 por debajo de los cero grados, hab\u00eda alrededor de 100.000 microrganismos por cada mililitro de agua, o lo que es lo mismo, la cantidad de l\u00edquido que cabe en una cucharadita de caf\u00e9. \u201cY eso es lo normal, porque si se suma la biomasa de las bacterias que hay en el oc\u00e9ano profundo, la cantidad es comparable a la biomasa de animales marinos\u201d, explica el bi\u00f3logo de la ULL.<\/p>\n

\u201cSi pensamos en 100.000 bacterias por mililitro y las multiplicamos por el volumen total de agua de los oc\u00e9anos es una biomasa inmensa. Hay mucha diversidad, y por eso este tipo de investigaciones tiene mucho potencial. Pueden ser el origen de una fuente de prote\u00ednas (enzimas) que, de hecho, se utilizan ya en la industria, en biotecnolog\u00eda, ya que resisten bien las condiciones extremas y no se destruyen\u201d.<\/p>\n

De lo que se trata ahora es de estudiar la funci\u00f3n que tienen esas bacterias. En el art\u00edculo previo (Nature Communications<\/em>) al publicado en Nature Microbiology<\/em> ya se dedujo que esta comunidad de microorganismos es bastante parecida a la que hay en el oc\u00e9ano m\u00e1s profundo. \u201cLos microorganismos que viven en aguas tan fr\u00edas no son tan distantes de los que habitan los mares m\u00e1s calientes como el Mediterr\u00e1neo, por ejemplo. Y el mar de Ros no es una excepci\u00f3n, hay nitr\u00f3geno y azufre, que pueden servir como fuente de energ\u00eda, como en todos los oc\u00e9anos del planeta\u201d.<\/p>\n

En manos de la Bioinform\u00e1tica <\/strong><\/p>\n

Jos\u00e9 Manuel Gonz\u00e1lez no coge muestras en expediciones, pero s\u00ed las estudia. Una vez que los ejemplares se procesan y extrae el ADN, se env\u00edan los genomas de todas las bacterias de ese fondo del mar a laboratorios especializados donde se secuencian en ficheros que, b\u00e1sicamente, son palabras, combinaciones de cuatro letras, lo que ocurre es que cada uno de esos archivos puede tener un tama\u00f1o de 20 GB. Hablamos entonces de metagenomas en vez de genomas, de la inform\u00e1tica aplicada a aspectos biol\u00f3gicos: la Bioinform\u00e1tica.<\/p>\n

Esta nueva rama, eficaz y en constante evoluci\u00f3n, que aplica tecnolog\u00edas computacionales, permitir\u00e1 seguir la pista a las rutas para la fijaci\u00f3n de CO2<\/sub> en el oc\u00e9ano profundo, pero sin tener que\u00a0sumergirse en \u00e9l. Se trata de un campo muy competitivo y novedoso. \u201cSiempre est\u00e1s pensando que alguien te va a pisar el art\u00edculo\u201d, dice el experto respecto a las dos publicaciones derivadas de las muestras tomadas en el mar de Ross.<\/p>\n

Conocer todos estos modelos es como tener acceso a todas las piezas de este rompecabezas, vital para la ayudar a la salud del planeta. \u201cSe sabe que una buena parte de fijaci\u00f3n de carbono ocurre\"\"<\/a> en la superficie del mar porque es donde llega la luz. Aunque no lo veamos, esas algas unicelulares y las bacterias que habitan en la superficie del mar fijan CO2<\/sub> y usan la energ\u00eda de compuestos inorg\u00e1nicos en ambientes sin luz solar, lo que supone una gran cantidad de biomasa\u201d, explica Gonz\u00e1lez.<\/p>\n

\u201cVivimos en una burbuja que es la tierra y liberamos carbono solo con arrancar el coche para ir al supermercado. Lo que hagamos aqu\u00ed tiene consecuencias en cualquier parte del mundo. El flujo global del carbono y la producci\u00f3n y fijaci\u00f3n de CO2<\/sub> son parte de ese ciclo. Hay que tenerlo en cuenta y ver qu\u00e9 cambios ha habido en los \u00faltimos a\u00f1os.<\/p>\n

Y aunque Jos\u00e9 Manuel Gonz\u00e1lez aclara que no puede decirse que este paso en la investigaci\u00f3n sea el final del camino, s\u00ed reclama que se preste \u201cm\u00e1s atenci\u00f3n\u201d a este grupo de bacterias que oxidan azufre porque, sin duda, es un \u201caspecto importante\u201d a valorar en los modelos del ciclo de carbono global de la biosfera.<\/p>\n

Gabinete de Comunicaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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