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Entrevistas Cristina Dorador y el estudio de los extremófilos: Pensando Marte desde el Desierto

cristinadoradorNo se ha encontrado un solo lugar en el planeta donde no exista vida, incluso en las condiciones más inhóspitas donde la vida humana es inviable. Los microorganismos que habitan en los límites de la vida, llamados extremófilos, podrían albergar los secretos de la evolución y la supervivencia, tanto en la Tierra como en otros planetas. Descubrir cómo lo logran es el afán de la joven científica chilena, Cristina Dorador (35), oriunda de Antofagasta.

La Bióloga de la U. de Chile y académica de la U. de Antofagasta es una de las pocas científicas expertas en ecología microbiana quien lleva una década recorriendo los salares del Altiplano y el Desierto de Atacama para estudiar cómo unos microorganismos que habitan en condiciones límites y que podrían ser la clave de los orígenes de la vida, llamados extremófilos, logran adaptarse a las temperaturas extremas y a la radiación ultravioleta, que está entre las más altas del planeta.

El Desierto de Atacama es muy similar a Marte, por esto la NASA lo usa como campo de pruebas para sus vehículos robóticos, o “rovers”, que recorren el planeta rojo en este mismo instante. Con el reciente hallazgo de agua en la superficie marciana se abre la posibilidad de encontrar alguna forma de vida, organismos que evolucionaron de modos que aún ignoramos, y cuyo encuentro respondería una de las preguntas más antiguas de la humanidad. Esa respuesta podría originarse en Chile.

Noviembre de 2015

Vida en Marte. ¿Es posible afirmar que existe vida en el agua marciana?

Es difícil plantear una hipótesis de que los mismos organismos que están acá en la Tierra estén en Marte, sin embargo lo que sí podríamos especular es que según lo que ha informado la NASA, con la confirmación de que hay agua en estado líquido que fluye naturalmente, sí habrían algunos ambientes que se dan en el planeta rojo que son similares a los que tenemos acá, como en el Desierto de Atacama en Chile.

Lo interesante es que en esos entornos terráqueos equivalentes sí se han encontrado organismos extremófilos. Por lo tanto, esto da pie para poder imaginarse que si las condiciones son muy similares, podría o pudo existir algún organismo en Marte.

¿Dónde o qué tipo de vida se podría encontrar en Marte?

Como el tercer planeta es análogo en cuanto ambiente, surge la pregunta de estudiar en detalle nuestros ambientes en la Tierra para saber cómo lo están haciendo las bacterias terrestres para vivir, con el fin de que ese conocimiento nos entregue luces de qué buscar en Marte.

Recordemos que lo extremo viene desde el punto de vista del hombre, que lo usa para definir la existencia que se da en ambientes donde se suponía que la vida no se pudiese dar, pero no se han encontrado ambientes en la Tierra donde no exista vida en alguna de sus formas. Lo interesante es en qué condiciones estos organismos lo logran. Hay bacterias que viven en los límites de algunas variables como temperatura y tienen adaptaciones únicas para vivir en esas condiciones.

¿Se podrían aplicar los resultados de los estudios de los extremófilos terrestres en los hipotéticos organismos extraterrestres?

Primero hay que encontrar un biomarcador de los organismos terrestres que nos entregue luces de cómo viven estos organismos en Marte en condiciones similares. Y después empezar a buscar cómo se hubiesen adaptado a las condiciones específicas de ese planeta.

Aquí falta mucho por descubrir todavía, muchísimo. Hace muy poco se reveló que existen nuevos subdominios de diversidad. Estos nuevas formas de vida estaban completamente invisibles a nuestras herramientas actuales. Usábamos un marcador de un gen que un grupo inmenso de bacterias no lo tiene. Entonces, quizás en Marte estamos buscando lo que conocemos en la Tierra pero nos faltan muchas cosas más por descubrir acá que quizás nos sirvan para ampliar nuestro horizonte de lo qué vamos a escarbar allá.

Tecnología y revolución microbiana. ¿Cómo han influido los avances tecnológicos en tu investigación?

Muchísimo. Hoy estamos viviendo lo que yo llamo “revolución microbiana” porque gracias al uso de nuevas técnicas de secuenciación masiva de ácido ribonucleico, hemos podido visualizar esta enorme diversidad que está presente en todos los ambientes. Asimismo han mejorado considerablemente nuestras capacidades computacionales, actualmente tenemos grandes máquinas para procesar esta cantidad de datos en el área de la genómica y metagenómica. Gracias a todos estos avances, hemos podido entendido mejor cómo estos sistemas orgánicos están funcionando.

¿Qué relación tienen los microorganismos con el cambio climático?

En mi investigación actual, estoy estudiando la producción de gases de efecto invernadero en los salares, porque estos microorganismos tendrían un rol importante en el calentamiento global. Puesto que están involucrados tanto en los procesos de producción de gases como en los procesos de asimilación de estos mismos. Entonces lo que tratamos de entender es cómo los salares son finalmente al sumideros de gases, pues logran producir y asimilar estas emanaciones al mismo tiempo.

En lo particular estoy con un proyecto Fondecyt para estudiar lo que se llama biosfera rara. Cuando se empezó con los estudios de secuenciación masiva de ADN, se abrió como una especie de caja negra, algo que estaba cerrado, porque sabíamos muy poco de la actividad microbiana. Sin embargo, con estas nuevas técnicas podemos ir ahora mucho más allá.

Haciendo un símil con la astronomía, es como si tuviéramos un nuevo telescopio, más grande y potente, entonces ahora podemos ver mucho más allá. En nuestra disciplina científica también hemos desarrollado nuevos instrumentos con el fin de poder mirar mucho más abajo, lo que nos ha abierto todo un universo microbiano. Es decir, seguimos llegando hasta el ADN pero ya hemos podido diferenciar muchas más cosas que antes pensábamos que eran lo mismo. Podemos entender ahora que son impresionantemente distintas.

¿Por qué el desierto y los salares son unos de los lugares primordiales para el estudio de extremófilos?

Porque en esos lugares la variabilidad ambiental es muy grande. Las diferencias de temperatura entre el día y la noche; y las disparidades entre el verano y el invierno son brutales. Por otra parte, la riqueza mineral es tan vasta que los microorganismos han desarrollado mecanismos para la obtención de energía de cualquier elemento que tenga algún electrón dando vuelta. De materiales inorgánicos, como azufre o hierro, por ejemplo. Así la diversidad ambiental hace que se refleje en la diversidad biológica.

Existen muchos grupos distintos de extremófilos. En la biosfera rara se descubrió por primera vez, en el 2006, que conocíamos una parte muy pequeña de todo el universo microbiano que existe realmente. Muchos grupos de microbios no estaban considerados porque no los “veíamos”, porque estaban en baja frecuencia, en otras palabras, eran muy poco abundantes. Las técnicas anteriores no permitían encontrarlos pero con las nuevas técnicas, que son más sensibles, es posible verlos. Para decirlo de otra manera, lo que está en baja frecuencia es lo “raro”.

¿Qué buscas responder, cuál es tu hipótesis?

Mi pregunta es cuál es el rol funcional de estas bacterias raras que están en los salares. Porque debido a la alta variabilidad que mencionaba, lo más probable es que estén cumpliendo un rol muy importante, y que nosotros no estamos considerando al hacer estos modelos del entendimiento del funcionamiento biogeoquímico de los salares.

Yo creo que esta biosfera rara son organismos que además son muy extremos, están creciendo en los límites, de hecho el proyecto se llama así: “Los límites de la vida”. Para probarlo estamos haciendo experimentos con unos reactores hasta la condición más límite que podrían soportar estos organismos. Algo que nunca se había hecho antes, porque no existía la tecnología y ahora tenemos las técnicas para poder revelar esos cambios tan pequeños. La idea es que finalmente encontremos que estas bacterias raras son las que sobreviven de mejor manera a las condiciones extremas.

¿Qué es lo más “raro” de las bacterias raras que has descubierto?

Hay ciertos metabolismos que para nosotros son muy extraños. Existen bacterias que usan el monóxido de carbono, que es un gas tóxico mortal para los seres humanos, como fuente de calor. Es algo muy extraño energéticamente, y ese proceso se da aquí en los salares y podría ser que se de en Marte también ese tipo de metabolismo. Por esto se plantea que estos sistemas son realmente unos laboratorios naturales, y si uno se plantea cualquier pregunta del tipo “¿existirá un metabolismo basado en equis?” probablemente la respuesta sea afirmativa. Y de existir, el lugar dónde encontrarlo es justamente aquí, en Chile, en el desierto.

Desafíos del futuro. Has defendido la protección de los salares en el país, ¿por qué es prioritario?

Porque he descubierto que cada salar es un ecosistema único, tanto en diversidad microbiana como en otros niveles, por lo tanto es importante protegerlos. No todos los salares están protegidos por el Estado, entonces están sujetos a la extracción de aguas y a la contaminación, entre otras amenazas. Por lo tanto, si no los estudiamos ahora y los perdemos, probablemente nunca nos enteremos de lo que pudo haber estado pasando allí o qué organismos interesantes nos podrían haber dado luces de cosas nunca antes vistas.

¿Cuál es para ti el mayor desafío científico en tu especialidad?

Resolver varias interrogantes, por ejemplo de obtención de energía. No todas las leyes o teorías ecológicas pueden ser aplicadas a estos microorganismos. Uno de los mayores desafíos a futuro es desarrollar una teoría para explicar de mejor manera qué pasa con ellos. Luego, en términos evolutivos, porque nos hemos dado cuenta que la tasa de cambio es muy alta, y hay procesos muy interesantes, como transferencia genética horizontal o de que hay intercambio genético debidos a virus.

Entonces ¿Cuál es el rol de los virus extremos?

Los virus se han estudiado bastante poco en estos ambientes extremos y en ambientes naturales en general y yo creo que los virus están haciendo mucho más de lo que pensamos. Al infectar la bacteria, toman pedazos de DNA y lo transportan a otra, ahí pueden estar transmitiendo un gen que expresa cierta función en este microorganismo que no la tenía antes y ahora la tiene. Los virus conducen la evolución.

Esto podría generar grandes cambios de usos en medicina. La secuenciación es un salto cualitativo y cuantitativo en el entendimiento del cuerpo humano, que está compuesto solamente por un décimo de células humanas y todo el resto son células, bacterias y de otros organismos. Somos más bacterias y hongos que células humanas. Entonces ¿qué función están cumpliendo en nuestro cuerpo? Es un desafío para la medicina entender que el cuerpo humano es un ecosistema y funciona como tal. No es tanto causa-efecto, hay una serie de factores con un rol bacteriano insospechado.

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