Una investigación del MIT ha descubierto cómo funcionan las bacterias marinas en cuanto al almacenamiento de carbono a largo plazo. Los estudios revelan que no se trata de una sola bacteria que hace todo el trabajo; es un conjunto formado de manera natural que permite la degradación lenta y, en consecuencia, la captura de carbono en el largo plazo.
Las bacterias marinas funcionan como un sistema de almacenamiento de carbono
El estudio del carbono almacenado en el océano ha sido un misterio para los científicos, pues se suele atribuir que se mantiene por largos periodos de tiempo. Cuando las algas capturan dióxido de carbono de la atmósfera, pueden terminar en los océanos, fusionándose con otros elementos y formando una molécula de carbohidrato compleja denominada fucoidano.
Esta molécula contiene una estructura complicada de descomponer por los microorganismos, por lo que puede mantenerse en las profundidades del océano por largo periodo de tiempo y evitar que ese carbono regrese a la atmósfera. La duda era cómo se mantenía esa molécula sin degradarse, pero el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha resuelto el misterio.
Resulta que las bacterias no funcionan como un sistema individual, sino como elementos en conjunto, donde cada una tiene su función específica. Por lo tanto, no hay organismos que degraden estas moléculas que contienen el carbono capturado de forma rápida. Es todo un rompecabezas de más de 453 genes distintos que se fusionan para degradar de manera natural.
Degradación con beneficios al ambiente
La investigación cultivó una comunidad bacteriana degradadora de fucoidano a partir de muestras de agua de mar costera. Los resultados demostraron que, a través de 9 cepas de bacterias, los más de 453 genes permiten la degradación de las moléculas en el largo plazo, lo que incide en nuevos estudios en las profundidades del océano.
A través de métodos de espectrometría de masa, pudieron apreciar el consumo de los componentes de forma clara y entender cómo es el funcionamiento de cada uno de ellos. Dependiendo de cómo las cepas bacterianas degraden la molécula de fucoidano, dependerá el carbono que se mantenga circulando en las profundidades del océano.
Al comprender y entender cómo funciona la degradación, pueden desarrollar sistemas complejos que faciliten la predicción y con qué eficiencia se descomponen en la naturaleza otros materiales biológicos complejos y ricos en carbono, incluso cuando su química exacta y las enzimas implicadas solo se comprenden parcialmente.
Las consecuencias se extienden mucho más allá del campo de la microbiología. La propuesta es crear un concepto de «degradación limitada por la diversidad» que combine las bacterias especializadas para degradar las moléculas de carbono en más tiempo, algo que se podría replicar en sistemas avanzados en el largo plazo.
Combinación de microorganismos para nuevos enfoques en la ciencia
Los resultados de la investigación sugieren que es posible explicar por qué parte del carbono de las algas permanece en el océano durante periodos prolongados, contribuyendo así al almacenamiento de carbono a largo plazo. Esto también es relevante para otras ciencias como la biotecnología con sistemas capaces de digerir masas complejas a mayor escala.
Sin embargo, la mayor promesa reside quizás en el enfoque, más que en la molécula. Si cientos de enzimas no caracterizadas pueden reducirse a dos rasgos medibles, la misma estrategia podría funcionar para otros biopolímeros cuya química se ha resistido hasta ahora a ser descrita y, en general, para predecir el comportamiento de las comunidades microbianas.
A su vez, queda la duda sobre cómo las bacterias marinas no han evolucionado para degradar las moléculas en menor tiempo, por lo que es un caso de estudio que continuarán investigando y posiblemente lleguen al resultado de nuevas tecnologías aplicables a sistemas terrestres de contención de carbono en el largo plazo.
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