Ciencia Argentina , Argentina, Miércoles, 22 de diciembre de 2010 a las 17:46

Bacterias y algas se asocian para producir oxígeno a partir de arsénico en lagunas de altura

Científicos argentinos investigan estas asociaciones, que se denominan estromatolitos

CONICET/DICYT María Eugenia Farías volvió a la Argentina en 2002. Es investigadora del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet) y su objeto de estudio es la diversidad microbiana en lagunas de altura. Allí, donde nada puede sobrevivir debido a la alta salinidad, a la presencia de metales pesados y de arsénico en el agua, a la gran amplitud térmica y la intensa radiación ultravioleta (UV), existen bacterias y algas que, a partir del arsénico, se asocian para producir oxígeno y subsistir. 

 

Estas asociaciones, que viven en el agua, se denominan estromatolitos y generan un exopolisacárido, una especie de gelatina que capta minerales que se depositan en forma de capas. Como necesitan luz, las bacterias migran hacia arriba, vuelven a captar minerales y así se van formando nuevas capas. Cuando estos organismos mueren, los minerales permanecen en la forma de roca orgánica.

 

Este hallazgo se suma a los acontecidos en otros lugares en el mundo: Cuatro Ciénagas (México); Sharkbay (Australia), Islas Bahamas y Parque Yellowstone (Estados Unidos). La diferencia estriba en que todos estos ambientes se encuentran al nivel del mar mientras que los de Socompa y Tolar Grande están a una altura promedio de 4000 msnm, en los que los estromatolitos sobreviven en condiciones mucho más adversas que los organismos descubiertos en el resto del mundo.

 

La NASA y bacterias que metabolizan arsénico

 

Recientemente, investigadores de la NASA publicaron en la revista Science un descubrimiento más que interesante: una bacteria que en ausencia de fósforo es capaz de metabolizar el arsénico.

 

Hasta el momento se pensaba que el desarrollo de la vida estaba basado en seis componentes esenciales: el fósforo, el carbono, el oxígeno, el hidrógeno, el azufre y el nitrógeno. Sin embargo, una bacteria de la cepa GFAJ-1 de la familia de las Halomonas, encontrada en el lago Mono de California, es capaz de prescindir del fósforo y crecer en presencia de arsénico, un elemento considerado venenoso o tóxico para la mayoría de los organismos.


El descubrimiento de la NASA roza la temática del grupo de investigación de LIMLAProimi, Tucumán, que estudia la diversidad bacteriana de la Laguna Diamante, ubicada en el cráter del volcán Galán, a 4700 msnm, donde la vida se desarrolla en presencia de arsénico. Por esa razón la Dra. María Eugenia Farías fue consultada por varios medios nacionales.

 

¿Qué estudian en la Laguna Diamante?

 

“En estas aguas tibias (28 °C), cuyo pH es 11, la salinidad es de 80 partes por millón y la concentración de arsénico es de 230 miligramos por litro, estudiamos cómo se adaptan los organismos a la luz UV, al arsénico, a la salinidad y qué flexibilidad genética tienen. Ante esas situaciones extremas estudiamos, a nivel molecular, los compuestos que producen estos organismos tales como pigmentos, antioxidantes, sustancias fitotóxicas y polisacáridos entre otros”, detalló Farías.

 

“A mi entender, este descubrimiento es tan importante como la cadena de Watson y Crick, ya que pone en movimiento todos los grandes pilares de la biología y de la biología molecular. Es realmente fascinante”, señala la investigadora del Conicet.

 

El arsénico y el fósforo son elementos bastante parecidos, de hecho están muy cerca en la tabla periódica. Hay algunos organismos (pocos) que son capaces de utilizar el arsénico como fuente de energía (oxidan el arsenito a arsenato y se quedan con los electrones). Algunos otros son capaces de respirarlo (reducen el arsenato a arsenito, deshaciéndose de los electrones, de la misma manera que los seres humanos hacemos con el oxígeno). Y existen otros que simplemente son capaces de resistirlo, es decir, no sacan ningún provecho de él pero evitan su altísima toxicidad.

 

Sin embargo, para la mayoría de las formas de vida, el arsénico, especialmente en forma de arsenito, es extremadamente tóxico. Lo que confirmó el estudio de la NASA es una idea que lleva algún tiempo circulando en los medios científicos y es que la vida, en condiciones de escasez de fosfato y de abundancia de arsénico, podría ser capaz de emplear iones arseniato, en vez de fosfatos como soporte estructural de muchas de sus moléculas, sin que por ello le resulte tóxico.

 

Esto nos muestra, una vez más, que la vida es extremadamente versátil, que se “abre camino”, como decía la genial película Jurasic Park, y que es capaz de adaptarse a las condiciones más insospechadas.

“Este descubrimiento nos obliga a revisar nuestros modelos actuales de síntesis y estabilidad de muchas biomoléculas”, dice Farías, “y por otro lado, reforzaría la sospecha de que algunas de las técnicas actuales empleadas en la detección de vida tienen un error muy importante pues dejarían fuera todas aquellas formas de vida que no tuvieran fosfato sino arseniato como componente de su ADN.

 

Prosigue Farías: “Entonces los microbiólogos -y esa es el área en la que trabajamos en PROIMI, Conicet-Tucumán-, estudian los ambientes extremos que son parecidos a esa Tierra primitiva o a otros planetas”.

 

La investigadora del Conicet explica que esas condiciones son las que encontró la NASA en lagos de California con un pH alto (contrario a pH ácido) y altas concentraciones de arsénico. “Haciendo un paralelismo, los lugares en los que nosotros trabajamos son lagunas andinas, salares y lagunas en el altiplano donde el oxígeno es escaso, hay alta radiación UV y muchísimo arsénico”.

 

Por último, Farías agrega un dato interesante: “Las concentraciones de arsénico en las bacterias que nosotros aislamos son mayores que en el lago Mono de California y por la altura hay que sumarle también otras condiciones extremas para la vida como lo son una mayor radiación UV, menor tensión de oxigeno y menor disponibilidad de materia orgánica para alimentarse”.

 

De esta “especie de coincidencia” que hubo entre el trabajo del Conicet y el de la NASA surgen dos conclusiones: una es que esto demuestra que en Argentina se realiza investigación de punta y la segunda es que tenemos en nuestro país ambientes que tienen un altísimo potencial para la ciencia y la biotecnología y que, dado este valor científico, deben ser preservados de la minería, del turismo irresponsable y de la ignorancia.