{"id":11565,"date":"2022-03-01T09:21:51","date_gmt":"2022-03-01T15:21:51","guid":{"rendered":"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=11565"},"modified":"2022-05-02T09:20:10","modified_gmt":"2022-05-02T14:20:10","slug":"microorganismos-al-rescate","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=11565","title":{"rendered":"Microorganismos al rescate"},"content":{"rendered":"

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FABIOLA MURGUI\u0301A FLORES*, MIRIAM MARTI\u0301NEZ CHA\u0301VEZ*<\/p>\n

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CIENCIA UANL \/ AN\u0303O 25, No.112, marzo-abril 2022<\/p>\n<\/div>\n

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Existen varios grupos de seres microsco\u0301picos que han vivido en nuestro planeta casi desde que surgio\u0301 la vida y se alimentan de gases de efecto invernadero. Durante mucho tiempo, estos seres pequen\u0303itos han aprovechado la abundancia de diversos gases para subsistir; pero ahora, gracias a su estilo de vida y existencia, pueden ser nuestros aliados ante el cambio clima\u0301tico global. En especial, dado que e\u0301ste ha sido provocado por el aumento en la concentracio\u0301n de gases de efecto invernadero en la atmo\u0301sfera, su principal alimento. \u00bfTe gustari\u0301a saber de quienes se trata y co\u0301mo podri\u0301an ayudarnos?, a continuacio\u0301n te lo contaremos.<\/span><\/div>\n
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GASES DE EFECTO INVERNADERO Y TEMPERATURA<\/h4>\n
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Los gases de efecto invernadero son llamados asi\u0301 ya que atrapan calor dentro de la atmo\u0301sfera, manteniendo una temperatura constante y agradable para toda la vida del planeta. La atmo\u0301sfera terrestre esta\u0301 compuesta en su mayori\u0301a por nitro\u0301geno y oxi\u0301geno, con una abundancia relativa de 78 y 21%, respectivamente; el 0.9% restante de gases esta\u0301 compuesto por helio, hidro\u0301geno, argo\u0301n y kripto\u0301n. En esta fraccio\u0301n menor de gases atmosfe\u0301ricos (aproximadamente 0.04%) se encuentran los de efecto invernadero: el dio\u0301xido de carbono \u2013el ma\u0301s abundante\u2013, metano, compuestos organofluorados y o\u0301xido nitroso. Los cuales, si bien parecen una fraccio\u0301n i\u0301nfima, son fundamentales para la regulacio\u0301n clima\u0301tica terrestre.<\/p>\n

La concentracio\u0301n de gases de efecto invernadero en la atmo\u0301sfera controla la temperatura terrestre y ambos, en conjunto, han cambiado a trave\u0301s de la historia del planeta. En los periodos en los que estaban ma\u0301s concentrados, hizo ma\u0301s calor, y cuando disminuyo\u0301 su presencia, el planeta se hizo ma\u0301s fri\u0301o y hasta se congelo\u0301 en algunos periodos (Barnett y Schlesinger, 1987). En la actualidad, el problema es que desde la Revolucio\u0301n Industrial, las actividades humanas han producido muchos gases de efecto invernadero \u2013principalmente dio\u0301xido de carbono y metano\u2013, y esto ha sido en muy poco tiempo, para los esta\u0301ndares planetarios. Como resultado, el planeta se esta\u0301 calentando a\u00a0ritmos sin precedentes y la necesidad de encontrar soluciones para mitigar el cambio clima\u0301tico se vuelve cada di\u0301a ma\u0301s apremiante.<\/span><\/p>\n

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Una vi\u0301a es reducir los gases de efecto invernadero a trave\u0301s de su consumo por los seres vivos. En particular, el dio\u0301xido de carbono y el metano son producidos y consumidos de manera natural por distintos microorganismos, seres muy pequen\u0303os cuyo cuerpo se compone de una sola ce\u0301lula \u2013ya sea procariota como las bacterias, arquea o eucariota como las algas o los hongos\u2013. En la actualidad esta\u0301n presentes en los ciclos globales de estos gases que tanto amenazan nuestra existencia, consumiendo una gran cantidad de ellos (Cavicchioli et al<\/em>., 2019) \u00bfquieres saber co\u0301mo?<\/p>\n

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LOS QUE CONSUMEN DIO\u0301XIDO DE CARBONO<\/h4>\n
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El dio\u0301xido de carbono es el gas de efecto invernadero ma\u0301s abundante en la atmo\u0301sfera, desde la Revolucio\u0301n Industrial, por ahi\u0301 de 1760, su abundancia en la atmo\u0301sfera se ha duplicado. Este gas es producido de manera natural por todos los seres vivos aerobios del planeta \u2013es decir, los que respiran oxi\u0301geno\u2013, pero tambie\u0301n es el producto principal de la quema de combustibles fo\u0301siles, como la gasolina de tu carro o el gaso\u0301leo que se quema para producir electricidad. De manera natural, este gas es consumido o removido de la atmo\u0301sfera por los organismos fotosinte\u0301ticos \u2013los que utilizan la energi\u0301a del sol y el dio\u0301xido de carbono como fuente de energi\u0301a\u2013, principalmente las plantas, pero tambie\u0301n\u00a0hay algas y bacterias fotosinte\u0301ticas. Gracias a los bosques, selvas y praderas llenas de vegetacio\u0301n, se consume como 30% de todo el dio\u0301xido de carbono emitido cada an\u0303o, pero tambie\u0301n hay otros organismos que ayudan a removerlo de la atmo\u0301sfera, vamos a conocerlos.<\/span><\/p>\n

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Comencemos por el ambiente marino. Existen unas bacterias fotosintetizadoras que se llaman cianobacterias, y junto con una gran variedad de especies de algas unicelulares (de una sola ce\u0301lula eucarionte), forman el fitoplancton marino. Estos organismos consumen cerca de 22% de todo el dio\u0301xido de carbono que se emite tanto de fuentes naturales como humanas. El fitoplancton se encuentra suspendido en la columna de agua, y son los primeros organismos en usar el carbono del CO\u00b2\u00a0y distribuirlo en el mar a trave\u0301s de la\u00a0<\/span>cadena tro\u0301fica, ya que es el alimento de muchos organismos en el mar, y a todos les viene bien el carbono. El fitoplancton se encarga de 90% de la produccio\u0301n de oxi\u0301geno del planeta y la captura de dio\u0301xido de carbono que realizan a diario es casi equivalente al que realizan las plantas (Falkowski, 2012).<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Hasta aqui\u0301 todo muy bien, pero seguro te preguntara\u0301s, si el fitoplancton es tan bueno consumiendo dio\u0301xido de carbono, \u00bfpor que\u0301 no motivamos su crecimiento por todos lados? El problema con las algas y las cianobacterias es que su crecimiento desmedido \u2013que se conoce como florecimientos\u2013 puede ser nocivo para la fauna marina o para otros organismos fotosinte\u0301ticos, debe haber un equilibrio entre su consumo y su proliferacio\u0301n.<\/p>\n

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Asi\u0301 que regarlos por todo el mar no es una opcio\u0301n viable. Pero por suerte contamos con su ayuda en este combate.<\/p>\n

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En el ambiente terrestre, los microorganismos a observar, y de preferencia con microscopio, son los hongos, \u00a1asi\u0301 co\u0301mo lo lees, los hongos! Estos seres extraordinarios pueden consumir de manera indirecta el dio\u0301xido de carbono de la atmo\u0301sfera de dos maneras. La primera es asocia\u0301ndose con unas algas fotosintetizadoras formando una estructura conocida como li\u0301quen. Existen alrededor de 18 mil especies descritas de li\u0301quenes, la mayori\u0301a son simbiosis entre algas verdes y hongos, pero tambie\u0301n las hay con cianobacterias. Los li\u0301quenes han existido en nuestro planeta desde hace aproximadamente 417 millones de an\u0303os, y actualmente suelen vivir en todo tipo de ecosistemas terrestres, desde las regiones polares y boreales hasta los tro\u0301picos. Se calcula que forman entre 40 y 70% de la cobertura viva en regiones polares y dese\u0301rticas. Estos seres fotosinte\u0301ticos consumen cerca de 1% de todo el CO2 de la atmo\u0301sfera, de acuerdo con una estimacio\u0301n de Philip Porada y colegas de la Universidad de Hamburgo en 2014. Tal vez 1% te suene poco, pero representa 1.5 petagramos de C, es decir, un 1.5 x 1015 g o un 1.5 seguido de 15 ceros y de no haber li\u0301quenes, todo este gas estari\u0301a flotando en la atmo\u0301sfera, calentando au\u0301n ma\u0301s el planeta.<\/p>\n

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La segunda manera en que los hongos actu\u0301an como consumidores indirectos de dio\u0301xido de carbono tambie\u0301n es en una asociacio\u0301n mutualista, pero esta vez con plantas, se les conocen como micorrizas. Los\u00a0hongos micorri\u0301cicos extienden parte de su cuerpo llamado micelio \u2013que son como hilos que se extienden por todos lados y es microsco\u0301pico\u2013 y lo introducen en las rai\u0301ces de las plantas. Los hongos proporcionan nutrientes a las plantas y las plantas les proporcionan carbono en forma de azu\u0301cares, esta asociacio\u0301n con hongos aumenta el potencial de la vegetacio\u0301n para consumir el CO2 de la atmo\u0301sfera y almacenarlo en los suelos. Gracias a ello se les atribuye 60% del almacenamiento de carbono de los bosques. Recientemente, Nadejda Soudzilovskaia y colegas de la Universidad de Leiden, en Pai\u0301ses Bajos, en un estudio publicado en 2019, hicieron una estimacio\u0301n de la cantidad de carbono que se puede almacenar en suelos con y sin micorrizas, revelando que los ecosistemas con vegetacio\u0301n micorrizada capturaron doce veces ma\u0301s carbono. Se calcula que la interaccio\u0301n puede establecerse con 250 mil especies de plantas, por lo que se encuentran en todo tipo de ecosistemas. Sin embargo, son muy sensibles a debilitar o romper la interaccio\u0301n ante la pe\u0301rdida de vegetacio\u0301n nativa y la deforestacio\u0301n, por lo que una solucio\u0301n para mantenerlos es evitar la fragmentacio\u0301n desmedida de los ecosistemas por la agricultura y el pastoreo. Al final queremos seguir contando con su ayuda.<\/span><\/p>\n

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LOS QUE COMEN METANO<\/h4>\n
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El metano es un gas hidrocarburo \u2013ya que se compone de carbono e hidro\u0301geno\u2013 bastante abundante en el aire que respiramos y es el segundo gas de efecto invernadero ma\u0301s concentrado en la atmo\u0301sfera, con un poder de retener calor hasta 23 veces ma\u0301s eficiente que el dio\u0301xido de carbono. Su concentracio\u0301n ha aumentado casi al triple desde la Revolucio\u0301n Industrial.<\/span><\/p>\n

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Los microorganismos que se comen este gas se llaman metano\u0301trofos y son unas bacterias muy particulares. En los ambientes terrestres, las bacterias metano\u0301trofas viven casi por todos lados, son muy abundantes en los suelos de todos los ecosistemas, incluso en suelos agri\u0301colas. Tambie\u0301n se han encontrado metano\u0301trofos en ri\u0301os, lagos, lagunas, pantanos, suelos congelados y hasta en el fondo del mar, siempre que haya metano ellos llegan a la fiesta.<\/p>\n

Estos microorganismos consumen 10% de todo el metano de la atmo\u0301sfera cada an\u0303o, de acuerdo con una estimacio\u0301n realizada por Fabiola Murgui\u0301a-Flores y colegas de la Universidad de Bristol, en una publicacio\u0301n de 2018. De nuevo te sonara\u0301 poco 10%, pero es mucho, son como 34 teragramos o 3.4 x 1012 gramos al an\u0303o. Si no fuera por ellos habri\u0301a 10% ma\u0301s metano en la atmo\u0301sfera y una temperatura global mucho mayor, ya que el metano es muy eficiente atrapando calor dentro del planeta. Otro hecho importante es que se comen hasta 90% del metano que se produce en el suelo y el fondo marino, impidiendo que llegue a la atmo\u0301sfera.<\/p>\n

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Muchos cienti\u0301ficos nos hemos preguntado co\u0301mo podemos motivar a estas bacterias para que consuman ma\u0301s metano y sean una alternativa de mitigacio\u0301n del cambio clima\u0301tico. Bueno, la respuesta no es sencilla ya que hay muchos factores que afectan a los metano\u0301trofos. Sin embargo, dentro de las posibilidades esta\u0301 el manejo de los suelos agri\u0301colas, y en particular\u00a0disminuir el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados. Esto se debe a que a estas bacterias tambie\u0301n les gusta el nitro\u0301geno, como el que tienen los fertilizantes, y si pueden escoger entre metano y nitro\u0301geno \u2013resulta que son de gustos caros\u2013, prefieren este u\u0301ltimo. Por lo anterior, en las zonas agri\u0301colas hay una disminucio\u0301n del consumo de metano por parte de estos organismos. Si queremos que nos sigan ayudando, debemos evitar excedernos con nitro\u0301geno en los campos agricolas.<\/span><\/p>\n

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UNA LECCIO\u0301N DE LOS\u00a0MA\u0301S CHIQUITOS<\/h4>\n
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El consumo de carbono y metano por parte de estos seres microsco\u0301picos no es pequen\u0303o, ya que nos libran de grandes cantidades de gases de efecto invernadero, tambie\u0301n son reguladores, an\u0303o con an\u0303o, de los niveles globales de estos dos gases. Pese a su taman\u0303o, su gran importancia radica en su nu\u0301mero y su distribucio\u0301n, ya que se encuentran por todos lados, tanto en el mar como en la tierra. Finalmente, la moraleja que nos dejan estos microorganismos es que las pequen\u0303as acciones \u2013hasta las de los ma\u0301s pequen\u0303itos\u2013, si las hacemos entre todos, repercuten en todo el mundo.<\/p>\n<\/div>\n

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* Universidad Nacional Auto\u0301noma de Me\u0301xico.
\nContacto: fmurguia@cieco.unam.mx<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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REFERENCIAS<\/h4>\n
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Berner, R.A. (2003). The long-term carbon cycle, fossil fuels and atmospheric composition. Nature<\/em>. 426(6964):323-326.
\nBarnett, T.P., y Schlesinger, M.E. (1987). Detecting changes in global climate induced by greenhouse gases. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 92<\/em>(D12):14772-14780.
\nCavicchioli, R., Ripple, W.J., Timmis, K.N., <\/span>et al<\/em>. (2019). Scientists\u2019 warning to humanity: microorganisms and climate change. <\/span>Nature Reviews Microbiology<\/em>. 17(9):569-586.
\n<\/span>Falkowski, P. (2012). Ocean science: the power of plankton. <\/span>Nature<\/em>. 483(7387):S17-S20.
\n<\/span>Porada, P., Weber, B., Elbert, W., <\/span>et al<\/em>. (2014). Estimating impacts of lichens and bryophytes on global biogeochemical cycles. <\/span>Global Biogeochemical Cycles<\/em>. 28(2):71-85.
\n<\/span>Soudzilovskaia, N.A., Bodegom, P.M. van, Terrer, C., <\/span>et al<\/em>. (2019). Global mycorrhizal plant distribution linked to terrestrial carbon stocks. <\/span>Nature Communications<\/em>. 10:5077-5086.<\/span><\/p>\n

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