Los hongos marinos podrían degradar los plastificantes
"Es sencillamente increíble"
Desde hace pocos años se sabe que los hongos marinos flotan libremente por los océanos. Hasta ahora, los investigadores no saben casi nada sobre cómo interactúan estos hongos con el plástico. El oceanógrafo Federico Baltar supone que ciertos microbios marinos pueden metabolizar los plastificantes contenidos en el plástico. Los primeros resultados refuerzan su hipótesis.
Una gota (un mililitro) de agua oceánica contiene millones de microbios. "Los microbios son un grupo extremadamente diverso, que incluye bacterias, hongos, algas o multitud de otros organismos vivos", explica el oceanógrafo de origen español Federico Baltar, del Departamento de Ecología Funcional y Evolutiva de la Universidad de Viena.
En pocas palabras: los microbios son diversos e innumerables. El 89% de la vida marina es microbiana. Aunque miden menos de cien micrómetros, lo que significa que sólo son visibles al microscopio, los microbios mantienen los océanos en orden. Federico Baltar investiga el papel que desempeñan estos minúsculos organismos en el mar -los hongos marinos son un área de especial interés para él-.
Tan pequeños, tan numerosos, tan importantes
Los microbios desempeñan un papel importante en muchos ciclos elementales, como los del carbono, el fósforo o el azufre. El ADN de los organismos contiene genes responsables de la formación de enzimas que, a su vez, controlan los procesos metabólicos. Algunos microbios marinos poseen genes que les permiten producir enzimas que convierten la materia orgánica, como el plancton, en nutrientes inorgánicos como nitratos y fosfatos, que a su vez son necesarios para otros organismos.
Dependiendo de la comunidad biótica y de las condiciones, el proceso metabólico también puede producir dióxido de nitrógeno (N2O), un gas de efecto invernadero. Otros microbios marinos pueden fijar el dióxido de carbono (CO₂). "Estos microbios desempeñan un papel crucial en el contexto del almacenamiento de carbono de la atmósfera en las profundidades del océano", explica el investigador principal Baltar. Muchas de sus investigaciones demuestran que estos microbios tienen una importancia capital. Al fin y al cabo, los microbios marinos producen la mitad del oxígeno disponible en la Tierra. "Se podría decir que cada segundo de respiración humana es posible gracias a los microbios de los océanos", afirma Baltar.
La gran laguna de la investigación
En la actualidad, Baltar investiga cómo interactúan los microbios con los llamados plastificantes, concretamente los ftalatos y los ésteres organofosforados (OPE). Estas sustancias, que hacen el plástico más flexible, se añaden a muchos productos, desde envases hasta suelos de PVC. Los plastificantes entran en los océanos junto con el plástico a través de los ríos o son transportados por la atmósfera a grandes distancias y se acumulan en el mar. Los químicos orgánicos han podido detectarlos a gran escala.
Estudios preliminares han demostrado que algunos microbios pueden metabolizar ciertos plastificantes y utilizarlos como fuente de energía o alimento. Los ftalatos, que son venenosos para otros microbios, son especialmente propensos a ser digeridos. Hasta ahora, poco se sabe sobre qué microbios interactúan con qué plastificantes en distintas condiciones. Federico Baltar y su equipo pretenden colmar en cierta medida esta importante laguna de la investigación. El Fondo Austriaco para la Ciencia FWF ha concedido unos 400.000 euros al proyecto de Baltar "Alteración biogeoquímica del océano por los plastificantes".
De la Antártida al laboratorio
La investigación de Baltar comenzó en la inmensidad de los océanos. En cada una de las tres campañas de investigación, Federico Baltar y su equipo pasaron un mes cruzando el Atlántico desde España hasta la Patagonia y navegando por las aguas de la Antártida y Groenlandia, su equipo recogía constantemente muestras frescas de microbios marinos.
"Utilizamos estas muestras vivas para medir qué mecanismos utilizan los microbios para descomponer las complejas moléculas orgánicas. Estudiamos el genoma de los cultivos individuales para comprender su potencial metabólico para descomponer estos compuestos. Y luego observamos qué genes expresan para averiguar qué vía metabólica utilizan", explica Baltar.
Las muestras se utilizaron después para producir cultivos. En el laboratorio de Baltar, en la Universidad de Viena, los investigadores analizan el ADN y el ARN de los microbios y los secuencian.
"Es sencillamente asombroso"
Los investigadores se centran especialmente en los hongos que flotan en la columna de agua de los océanos, ya que estos microbios apenas han sido investigados. Sólo hace unos pocos años que se ha demostrado que existen en mar abierto. También se centran en estos especímenes porque el grupo de investigación de Baltar pudo reunir una gran colección de ellos durante los cruceros de investigación.
Los investigadores expusieron unos 300 hongos diferentes a distintas cantidades de plastificantes. Actualmente han encontrado 15 que eran capaces de descomponer ciertos plastificantes. "Era una hipótesis mía que también podría haber hongos en mar abierto que descompusieran plásticos o plastificantes. Descubrir que era cierto no sólo me sorprendió, sino que me hizo feliz. Es sencillamente asombroso", afirma Baltar. Como el proceso de investigación no ha concluido, advierte que aún no se pueden hacer afirmaciones definitivas, pero los investigadores van por buen camino.
De momento, los miembros de su grupo de investigación están secuenciando los genomas de 15 especies de hongos, ya que Federico Baltar y su equipo quieren averiguar qué enzimas utilizan y qué vía metabólica utilizan. "Una vez que conozcamos el genoma, la expresión génica y la actividad enzimática, podremos averiguar si las distintas especies de hongos utilizan la misma vía metabólica", explica Baltar.
Como abrir un camino salvaje con un machete
Los investigadores también están estudiando la influencia de la temperatura y la salinidad del agua en las rutas metabólicas de los hongos marinos. Se trata de una cuestión importante para nuestro futuro, ya que, como consecuencia de la crisis climática, el agua de los océanos se está calentando y las masas de hielo se están derritiendo. Esto aumenta la salinidad en muchas regiones y la disminuye en otras.
Para encontrar respuestas a sus preguntas de investigación, Federico Baltar y su equipo aún tienen por delante un gran número de experimentos. Cuántos se decidirán durante el proceso de investigación. "Hay muchos aspectos desconocidos. Sólo podemos alinearnos con los cultivos y las condiciones que simulamos y seguimos probando. Es como adentrarse en un completo páramo con un machete".
Al final del proceso, los investigadores volverán a las muestras de campo. "Analizaremos lo comunes que son los hongos en el océano. Queremos saber si utilizan los genes también en mar abierto", explica Baltar.
En el futuro, él y su equipo quieren investigar cómo interactúan los microbios con el plastificante bisfenol. Los primeros artículos científicos sobre este tema se publicarán a finales de 2024. La investigación de Federico Baltar sienta así las bases para comprender cómo interactúan microbios como los hongos marinos con los plastificantes en alta mar, un conocimiento en el que también pueden basarse investigadores de otras disciplinas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Baltar F., Martínez-Pérez C., Amano C. et al.: A ubiquitous gammaproteobacterial clade dominates expression of sulfur oxidation genes across the mesopelagic ocean, in: Nature Microbiology 2023
Breyer E., Baltar F.: The largely neglected ecological role of oceanic pelagic fungi, in: Trends in Ecology & Evolution 2023
Breyer E., Zhao Z., Herndl GJ., Baltar F.: Global contribution of pelagic fungi to protein degradation in the ocean, in: Microbiome 2022
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