UN/DICYT
El calor mata, y no en sentido figurado. En mayo pasado, por ejemplo, temperaturas de 48 ºC dejaron sin vida a 1.700 personas en la India; en 2003, en Europa el verano más caliente desde el año 1500 causó la muerte de más de 70.000 individuos, y en 1988 en Estados Unidos las estadísticas indicaron que alrededor de 10.000 personas murieron a consecuencia de las llamadas olas de calor.
Según la Organización Mundial de la Salud el cuerpo humano es capaz de aguantar hasta los 43 ºC.
Sin embargo, aunque parezca inverosímil, existen seres vivos en la Tierra capaces de sobrevivir a temperaturas superiores a los 45 ºC, se llaman termófilos y son un subtipo de los extremófilos (microorganismos que sobreviven en ambientes extremos), dentro de los cuales se encuentra el gusano Anisakis simplex, que resiste la radioactividad en Chernóbil (Ucrania); la bacteria Chromohalobacter beijerinckii, capaz de soportar las altas concentraciones de sal del mar Muerto, y los tardígrados, que sobreviven en el ambiente árido y sin agua del desierto de Atacama, en Chile.
El hallazgo de extremófilos en la Tierra ofrece indicios sobre la existencia de microorganismos análogos en planetas como Marte; de hecho, estos serían los únicos capaces de vivir en suelo marciano, que en época de verano presenta -20 ºC y en invierno -100 ºC; además, tendrían que tolerar altas concentraciones salinas que le permiten al agua estar líquida a temperaturas tan bajas.
En el país también hay extremófilos y el Grupo de Astrobiología de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UN) es pionero en su hallazgo. Por ejemplo, a 45 minutos de Bogotá, en las aguas termales de Santa Mónica, en Choachí (Cundinamarca), encontraron bacterias del género Bacillus y Mycrobacterium, que resisten temperaturas de 55 ºC; así como hongos halófilos capaces de resistir altas concentraciones de sal en la Mina de Sal de Nemocón (Cundinamarca), localizada a 60 m (metros) bajo tierra y con una extensión de 2,5 km (kilómetros).
Al respecto, María Angélica Leal, bióloga de la UN y coordinadora del grupo, explica que las condiciones convencionales para que los organismos vivan en la Tierra son: 37 ºC de temperatura, 7 de pH (equilibro entre acidez–alcalinidad), salinidad de entre 0,9% y 3%, y una atmósfera con alta presión, por lo que cualquier modificación a estos patrones se considera un ambiente extremo.
Resistentes al calor
Teniendo en cuenta que en el país existen zonas localizadas entre 0 y 4.000 m de altura, que se presentan temperaturas mínimas de -5.6 ºC en páramos y glaciales, y máximas que superan los 40 ºC (las que se registran en Puerto Salgar, Cundinamarca, o en el Desierto de la Tatacoa, Huila), los integrantes del grupo emprendieron la búsqueda de extremófilos en Colombia.
Primero fueron al municipio de Choachí, donde mediante instrumentos sencillos esterilizados en laboratorio, como frascos de vidrio o bolsas sellables, realizaron la recolección de muestras en las aguas termales de Santa Mónica.
Después, aplicaron un medio semisintético elaborado a partir de medios de cultivo tradicionales (agar nutritivo, agar papa dextrosa, agar Sabouraud, entre otros), enriquecido con agua de la fuente termal y adaptado para soportar temperaturas de 55 ºC; de éste emergieron los termófilos: cinco cepas bacterianas cultivables y dos posibles consorcios (asociación entre dos o más microorganismos que producen metabolitos).
“Los microorganismos de las muestras presentaron un crecimiento lento, ya que tardaron entre 8 y 15 días en hacerlo, mientras que una bacteria normal empieza a crecer en 24 horas”, menciona la bióloga Leal, quien agrega que esta situación dificultó el proceso de obtención de cepas puras, pero sirvió como indicador de las posibles diferencias entre las funciones realizadas por estos (fisiología) y el número de reacciones químicas que transforman las moléculas de nutrientes en elementos que posteriormente serán utilizados para la síntesis de componentes estructurales (metabolismo) de los extremófilos.
Una vez logrado, se dio paso a su identificación molecular, labor compleja porque las bacterias tenían capas externas conocidas como exopolisacáridos, que son muy gruesas y dificultan la extracción de material genético; sin embargo, superado el escollo se extrajo su ADN y se realizó el análisis de datos biológicos, así fueron identificadas como del género Bacillus y Mycrobacterium.
“Con respecto al primero, es un bacilo que forma células de resistencia cuando están en una condición fisiológicamente estresante, mientras que del segundo existe evidencia sobre su tolerancia a las variaciones considerables de temperatura y de salinidad mediante cambios en la membrana”, añade la joven investigadora.
Este hallazgo resulta relevante porque su potencial serviría para el desarrollo de herramientas biotecnológicas. Por ejemplo, Juan Felipe Escobar, integrante del grupo de investigación, dice que los termófilos degradan el carbono, por lo que su utilización sería esencial en procesos de compostaje de materia orgánica procedente de residuos agrícolas. “Para degradar los componentes del compost se necesita una fase de eliminación de toxinas que se produce a 60 ºC, por lo que es obligatoria la presencia de microorganismos tolerantes a las altas temperaturas”, amplía el biólogo.
Hongos con mucho salero
Motivados por esos resultados, el grupo decidió descender a la Mina de Sal de Nemocón para tomar muestras por triplicado de los bordes del suelo, de las paredes y del agua de los estanques; después fueron transportadas al laboratorio mediante condiciones de preservación para su análisis; acto seguido, se realizó agitación en solución salina para liberar microorganismos presentes en los conglomerados de sal, y después fueron aislados para su identificación.
Luego, se realizaron pruebas con distintos grados de salinidad: 5%, 10%, 15%, 30%, a una temperatura ambiente y en completa oscuridad. Vale la pena destacar que el mar Caribe tiene 3,5% de salinidad.
De esta manera encontraron dos tipos de hongos halófilos, uno correspondiente a una levadura del género Saccharomyces, que puede fermentar múltiples carbohidratos y es capaz de soportar salinidad del 15%; otro del orden del Penicillium, género que incluye más de 300 especies, entre las que se destaca Penicillium chrysogenum, productor de la penicilina; este toleró ensayos con 30% de salinidad. Al igual que con los termófilos, ambos presentaron un crecimiento lento, tardaron hasta 20 días en desarrollarse, aunque normalmente los hongos demoran en este proceso 8 días.
Además, la bióloga María Angélica Leal destaca que este tipo de hongos también podrían tener aplicaciones biotecnológicas, por ejemplo en el mejoramiento de la calidad de los suelos empobrecidos o erosionados por el exceso de uso, ya que soportan altos niveles de estrés.
Para los investigadores del grupo, el estudio de los extremófilos tiene una gran importancia en astrobiología, ciencia que intenta explicar el origen, la evolución y el futuro de la vida en el Universo, pues la existencia de microorganismos en ambientes extremos ha permitido ampliar lo que se creía acerca de los requisitos indispensables para el desarrollo de la vida, tal y como se conoce.
