Las bacterias devoradoras de metano de la base antártica uruguaya nos están ayudando a contener el cambio climático ( Parte II)

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Tus desechos, mi alimento

Bien, en verano los lagos de la isla se descongelan. Con el calentamiento global eso puede suceder antes, por más tiempo o con mayor intensidad. Y entonces las arqueas que generan metano parecen estar a sus anchas. “Las arqueas metanogénicas no pueden consumir la materia orgánica ellas mismas, necesitan de un complejo consorcio microbiano que degrada la materia orgánica en condiciones anaerobias y aportan los sustratos para las arqueas, como el hidrógeno, el acetato o el metanol”, dice Machín. Con las muestras obtenidas tanto en 2019 como en 2020, Machín realizó su tesis de maestría, titulada Metanogénesis en lagos de la Antártida marítima, que seguramente dará lugar también a un artículo científico. Sometiendo a los sustratos a distintas condiciones de temperatura en el laboratorio (de entre 5 °C y 20 °C) pudieron ver qué pasaba. “Observamos que a mayor temperatura teníamos más actividad, más producción de metano”, señala Machín. Y vieron algo que les llamó la atención: “Las arqueas metanogénicas que estaban allí produciendo metano posiblemente fueran psicrotolerantes, es decir, no necesitan frío necesariamente para producir metano sino que son más mesófilas, más de temperaturas cercanas a los 15 °C a 20 °C”, señala. “Por lo tanto, un aumento de la temperatura en este ecosistema tendría un rol fundamental en el aumento de producción de metano, porque le estaríamos dando las condiciones óptimas, ya que, además de que aumenta la descomposición de la materia orgánica, tendrían una temperatura óptima para crecer y producir metano”, sostiene. Es como tener un trozo de carne en el freezer. Si se rompe la heladera, la actividad de los microorganismos que estaban contenidos por el frío aumenta y la carne se empieza a descomponer. Bien, debido al calentamiento del planeta, se está comenzando a estropear ese freezer que es la Antártida, por lo que se prevé una mayor tasa de liberación de metano, que no es antropogénico en el sentido de que no lo generamos nosotros, pero que sí es consecuencia de un deshielo del que sí somos responsables.

“Esa es la preocupación que existe en Siberia con el permafrost”, dice Menes, que hace una aclaración: “En esos lugares del norte que se están descongelando hay grandes depósitos de materia orgánica y se está comprobando que hay una liberación acelerada de metano. En la Antártida no hay grandes depósitos de materia orgánica, porque son ecosistemas que no tienen en su pasado grandes restos de vegetales o animales, son ambientes oligotróficos”, dice, y por eso afirma que estudian ese ecosistema, “no por el peligro que la Antártida representa como fuente de metano, sino para saber qué pasa con estos microorganismos y ver si ocurre lo mismo que con los microorganismos en el norte”. No es que el norte sea su norte. Pero sí sucede que el conocimiento que tenemos de nuestro planeta padece graves sesgos geográficos. “Trabajos de este estilo en Siberia, Canadá, Alaska o Groenlandia abundan. Como en el norte hay más plata para investigar, hay más investigación ártica que antártica. La falta de recursos limita un poco el conocimiento que tenemos de lo que pasa al sur del planeta, que es igual de importante que lo que sucede en el norte”, casi que denuncia Roldán. El estudio de estos microorganismos generadores y consumidores de metano en la Antártida no está demasiado explorado. Según dicen, los trabajos que encontraron sobre el tema podrían contarse con los dedos de una mano. De alguna manera, encontraron un nicho que no había sido reclamado por otros, y eso que en la Antártida tienen bases todas las superpotencias científicas del mundo. “Me llamó un poco la atención cuando me propuse estudiar el tema que no hubiera nadie al que se le hubiera ocurrido”, reconoce Menes. Cuenta que hay algunos trabajos sobre metano en lagos subglaciales de la Antártida continental para los que se requirieron costosas perforaciones de varios kilómetros. “Lo curioso es que nunca hayan hecho relevamientos a nivel de la superficie, que es lo más cercano”, dice sorprendido Roldán. Estudiar lo que pasa en un lago superficial tiene otra ventaja: sería lo primero en quedar expuesto ante el aumento de temperatura que predicen los modelos de cambio climático. Que se libere el metano que está a varios kilómetros en el fondo de un lago sería algo posterior a lo que pasaría en los lagos de la isla Rey Jorge, donde actualmente los lagos ya tienen ciclos con más y menos agua. “Así es. Esos estudios se hacen en lugares que están todo el año congelados, a diferencia de estos que se descongelan durante el verano y ahí es cuando se produciría la liberación del metano”, coincide Menes. “Como decías, se produce metano que queda conservado como en esa heladera. Lo interesante es ver qué pasa cuando se descompone la heladera, saber a dónde va, si hay alguien que se lo come antes de que llega a la atmósfera, lo que de alguna manera nos podría salvar la vida muy metafóricamente hablando. Eso es lo que estudia el proyecto de nosotros tres”, agrega Roldán. Veamos entonces qué pasa.

Quiénes estaban

Con las muestras de sedimentos de 2019 trataron de ver qué bacterias metanótrofas estaban presentes, así como qué arqueas metanogénicas. Con técnicas moleculares vieron que las bacterias devoradoras de metano se parecían a las de algunas familias ya reportadas para la ciencia. Pero al estar la Antártida tanto tiempo separada del resto de los continentes –se divorció de América del Sur hace unos 35 millones de años– esperar que allí estuvieran exactamente las mismas especies de bacterias supondría ignorar el rol determinante que juega el aislamiento geográfico en la evolución de las especies. Una vez más, la ciencia que hacemos en el sur aporta datos a un muestreo incompleto de la biodiversidad del planeta, llevado a cabo, mayoritariamente, por los países del norte.

“Descubrimos que en los lagos de la isla tenemos muchos organismos metanótrofos de la familia Methylococcaceae. A nivel de género, de las más abundantes fueron las bacterias del género Methylobacter, pero en realidad hay otras que, si bien son abundantes, no llegan a poder clasificarse a nivel de género”, afirma Roldán, quien como ya vimos en una nota previa, es un fanático de la taxonomía bacteriana y de analizar el gen 16S.

Aquí, sin embargo, el equipo debió afrontar algunos escollos. “Aislar organismos metanótrofos es muy complicado, porque al consumir metano estas bacterias generan compuestos intermediarios que pueden ser utilizados por oportunistas. Es decir, los garroneros del ambiente utilizan el metanol producido por los metanótrofos y se valen de eso para subsistir, formando un estrecho consorcio que hace que sea muy complicado el aislamiento”, explica Roldán. Pero aun así, con la metagenómica y el estudio del gen ARN ribosomal 16S pudieron avanzar. “Hasta el momento hemos enriquecido cultivos con una bacteria Methylobacter muy cercana a otra metanótrofa pero del Ártico. Si bien es una pariente cercana, es totalmente distinta”, confiesa.

Si la suerte los acompaña, y la ciencia se los permite, tal vez terminen describiendo la segunda especie de bacteria metanótrofa conocida de todo un continente. Nada mal para un país que tiene una pequeña base, en una pequeña isla de la Antártida marítima, y con científicos que están allí sólo unos pocos días del verano. Pero hay más.

“Otra cosa que nos sorprendió es que encontramos miembros de la familia Methylacidiphilaceae, del filo Verrucomicrobia, que son microorganismos asociados a altas temperaturas o fuentes termales y ácidas”, relata Roldán. “¿Qué miércoles hacen estos microorganismos en la Antártida?”, se pregunta, para responderse que “la falta de conocimiento y la falta de aislamientos dentro de esta familia, de la que hoy se conocen sólo seis miembros, hace que asociemos erróneamente un grupo a un tipo de ambiente que podría ser mucho más extendido, podrían ser más cosmopolitas”.

Los organismos que viven en ambientes extremos se denominan justamente extremófilos. Pero si estas bacterias, consideradas termófilas, debido a que tienen preferencia por las altas temperaturas, también están en la Antártida, pasarían a ser también psicrófilos, es decir, extremófilos amantes del frío, pasando evidentemente por nuestro cómodo estilo mesófilo, el de los organismos que nos revolvemos bien entre los 20 °C y los 45 °C. “Capaz existen algunos mesófilos de este filo que no han sido caracterizados”, dice Roldán, sorprendido aún por el hallazgo.

Por otro lado, también los sorprendió lo que sucedía en cada lago. “Nos llamó la atención que, a pesar de que son lagos que no están separados unos de otros por distancias muy grandes, a veces de no más de un kilómetro, fueron bastante diversos los microorganismos que había en unos y otros”, dice Menes. Cada lago tenía su perfil bacteriano propio y entre ellos apuntan a que tal vez en esto incida cómo se forma cada uno. “Algunos se alimentan más del glaciar Collins, que está en el norte de la isla, otros tienen más influencia marítima. Creemos que eso puede haber jugado un rol en la formación de esos sedimentos diferentes. Si bien al verlos parecen todos lagos similares, tienen una composición bacteriana bastante diferente”, sostiene Menes.

Pero esa diversidad no sólo la vieron en las bacterias que devoran metano. “También vimos que cada lago tenía su propia diversidad de arqueas metanogénicas por más que son lagos que están cerca, incluso cuando algunos de ellos, como los lagos Drake 1, Drake 2 y Drake 3, se conectan”, dice Machín. Aun así, los lagos tenían una diversidad muy diferente.

Nota:  Artículo: “Diversity and effect of increasing temperature on the activity of methanotrophs in sediments of Fildes Peninsula freshwater lakes, King George Island, Antarctica”.  Publicación: Frontiers in Microbiology (marzo de 2022)

Autores: Diego Roldán, Daniel Carrizo, Laura Sánchez y Javier Menes.

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