Determinar la existencia de un subconjunto de funciones genéticas que pueda servir para describir los roles ecológicos de las comunidades microbianas en los diferentes tipos de ecosistemas ha sido un desafío para muchos científicos y la motivación con la que un grupo de investigadores chilenos llevó a cabo un estudio cuyos resultados son hoy un importante aporte, pues demostraron que los mejores atributos para la caracterización de las comunidades microbianas son los genes que codifican las oxidorreductasas, enzimas que catalizan las reacciones de transferencia de electrones biológicas, conocidas como reacciones redox (reducción-oxidación), que es el proceso a través del cual todos los organismos vivos conocidos obtienen energía y, por tanto, son la base de la vida en la Tierra y dan lugar a la mayoría de los ciclos biogeoquímicos.
Redox traits characterize the organization of global microbial communities
LA CONTRIBUCIÓN
Para desarrollar la investigación se realizó un análisis de una cantidad masiva de datos de ADN microbiano ambiental de diversos ecosistemas del planeta. Pero, ¿por qué es tan importante la contribución?
Según Salvador Ramírez, quien ha desarrollado la investigación en el marco de sus estudios de doctorado, esto tiene que ver con que la función de los microorganismos es inestable en el tiempo, a diferencia de lo que ocurre con los organismos macro como las plantas y animales. En el caso de los microbios, aclara, éstos intercambian material genético y en ese intercambio se transfieren también funciones.
Por este motivo, la caracterización taxonómica o, en palabras simples, saber el nombre de un microorganismo o su clasificación, no ayuda siempre a definir sus funciones. Así, cuenta que desde el campo de la ecología microbiana ha existido hace tiempo la tendencia de usar rasgos genéticos funcionales como alternativa a la taxonomía, sobre lo que plantea que "en otros estudios se han utilizado todos los genes de todos los microbios y el problema que se genera es que es una gran cantidad y muchos no tienen que ver con la ecología necesariamente. Faltaba un conjunto específico, reducido y bien determinado de genes con sus respectivas funciones que permitiera caracterizar a las distintas comunidades. Con este trabajo determinamos que las oxidorreductasas son útiles para ello".
IMPLICANCIAS DE HOY
Y FUTURAS
Los resultados de esta investigación la ponen en la frontera del conocimiento, pero lo cierto es que en la ciencia, toda respuesta abre nuevas preguntas, toda información novedosa plantea otros retos.
En este sentido, como los análisis fueron globales y se compararon comunidades microbianas de distintos ambientes, el doctor Osvaldo Ulloa cree que esta metodología ahora puede aplicarse para centrarse en analizar ambientes específicos. "Por ejemplo, se pueden caracterizar a comunidades de distintos ambientes oceánicos en función de estas enzimas. Y de hecho, queremos ver si las comunidades que viven en la Fosa de Atacama se separan del resto del océano o cumplen una función similar a otras", manifiesta, recordando que hace cerca de un año el IMO llevó a cabo una expedición científica que él lideró y que por primera vez llegó a lo más profundo de esta zona del océano, de más de 8 mil metros, obteniendo muestras sobre los ecosistemas y biodiversidad que existe y que antes no había sido posible y por tanto era un misterio, mucho de lo cual aún es información desconocida y debe ser analizada.
Por otro lado, agrega que con esta aproximación es posible postular funciones de los microorganismos sin saber el nombre.
Se detiene también en el impacto que podría tener en la valoración de ambientes como los humedales. "Hoy estamos preocupados de los humedales y de su destrucción en Concepción. Si nos preguntamos qué perdemos al destruir un humedal, más allá de lo evidente que es el agua que retienen y la biodiversidad, lo cierto es que los microorganismos que viven allí también cumplen una función, quizá estén oxidando compuestos tóxicos o absorbiendo gases de efecto invernadero. Pero, sí solo sé los nombres, ¿cómo evalúo la importancia de un ecosistema como el humedal?, porque así no siempre llegaré una función clara. Ahora, con esta información podríamos aproximarnos a saber que si se destruye este ambiente se afectan determinadas funciones", explica el doctor Ulloa.
Es así que las implicancias futuras de estos resultados pueden ser hoy difíciles de cuantificar, pero sí está claro que deberían posibilitar una mejor evaluación de los servicios ecosistémicos que entregan los diferentes ambientes del planeta, pensando también en aquellos organismos que el ojo humano no ve, e incluso impulsar a desarrollar mejores políticas de conservación que también involucre a los microbios. Punto desde el que el investigador releva que "después de todo, los microorganismos impulsan la fisiología planetaria y permiten que especies animales como nosotros, mal llamados superiores, puedan existir".
Además, de buscar caracterizaciones específicas de ciertas comunidades en determinados ambientes, Salvador Ramírez considera que otro avance tiene que ver con que el resultado actual tiene algunas limitaciones. "Cuando uno toma las funciones de una comunidad microbiana, alrededor de la mitad de la información genética tiene función desconocida. Entonces, este resultado está limitado por eso y cuando decimos que el mejor grupo que caracteriza las funciones de las comunidades microbianas son las oxidorreductasas, en realidad sólo estamos diciendo de la mitad conocida y hay una mitad desconocida que no sabemos si pueden funcionar mejor. Y creo que abordar eso es el paso natural que deberíamos dar", concluye.