CAICE Outreach

Los Microorganismos Dan Forma a lo que el Océano Nos Devuelve

Escrito por: Lucia Cancelada, Candidata a doctorado @ UCSD

Imagina lo que hay debajo de la superficie del océano.

Apuesto a que estás pensando en grande: peces, delfines, ballenas, arrecifes, tal vez algunas algas aquí y allá. Para mi sorpresa, hace poco aprendí que es mucho más complejo de lo que nos imaginamos. El océano no es solo una gran piscina llena de agua, sino más bien una intrincada red de seres vivos.

Escena submarina.

Aunque las bacterias son demasiado pequeñas para observarlas a simple vista, son los organismos marinos más abundantes. Varias veces más pequeños que el grosor de un cabello humano, viven, se reproducen y mueren en este gigantesco hábitat. Algunas de estas bacterias prefieren habitar en una determinada región del océano; incluso algunas especies siempre se encuentran juntas, tal vez porque se benefician mutuamente de esa relación. Las bacterias pueden formar comunidades increíblemente complejas, junto con virus, hongos microscópicos y protistas. Estas asociaciones, también llamadas microbiomas, han captado el interés de muchos científicos de todo el mundo.

Imagina ahora las olas rompiendo en el océano.

Con cada ola, se producen muchísimas burbujas de aire en la superficie. Estas burbujas “estallan” y dejan a su paso pequeñísimas gotas. Algunas incluso más pequeñas que un grano de arena. Estas partículas, también conocidas como aerosoles, pueden quedar suspendidas en el aire durante mucho tiempo. A veces, lo suficiente como para ser transportadas largas distancias.

Dependiendo de la dirección del viento, viajan desde el océano hacia las costas. Podríamos preguntarnos de qué están hechas estas partículas. O, en un lenguaje más científico, ¿cuál es la composición de estos aerosoles?

Ola rompiendo, creando aerosoles.

Sal y agua son sin duda los dos componentes principales, pero dado que el océano tiene algo más que eso, los aerosoles también pueden ser más complejos.

Azúcares, grasas y proteínas constituyen los componentes básicos de cada organismo y también se encuentran “nadando” en el agua de mar. De hecho, científicos han encontrado todos estos compuestos en aerosoles. ¡Incluso han encontrado bacterias enteras saliendo del mar como aerosoles! Cada comunidad de bacterias o microbioma producirá su propio tipo de aerosol, dando forma a aquello que el océano nos devuelve, como si fuera una marca única y especial.

Ahora, por última vez, imagina lo que estamos arrojando todos los días al océano.

Piensa en esas bolsas de plástico que se lleva el viento y terminan en el mar. Piensa en la contaminación, en los derrames de petróleo… y, desafortunadamente, en todas las aguas residuales sin tratar que también terminan allí.

Tanto las lluvias como las aguas de desecho se acumulan en los ríos. Esta agua transporta todo lo que toca, incluyendo microorganismos y productos químicos. Eventualmente, los ríos desembocan en el océano, mezclando su agua contaminada.

Microorganismos “extraños” son entonces introducidos en el mar, donde pueden alterar el microbioma preexistente y producir cambios en el ecosistema bajo la superficie. Además, muchos compuestos químicos también encuentran allí su destino final, desde productos para el cuidado personal hasta medicamentos y pesticidas. Esto representa un gran problema ambiental, que no solo puede afectar la biodiversidad, sino que incluso puede suponer un peligro para las personas de todo el mundo que viven en regiones costeras.

¿Qué estamos haciendo frente a este problema?

Desde 2019, un grupo de investigadores de la Universidad de California San Diego trabaja arduamente para descubrir qué es lo que se libera del océano hacia el aire, cómo la actividad humana está cambiando el microbioma marino y si esto trae consecuencias peligrosas para las personas. Este proyecto científico está basado en la costa de San Diego, California, donde las aguas residuales ingresan al estuario del río Tijuana y se descargan en el mar.

Como estudiante del doctorado en Química de UC San Diego, me uní a este proyecto en el invierno de 2020, para realizar parte de mi trabajo de investigación. Debo confesar que, aunque amo la química, no me gusta la idea de pasar todo mi tiempo en un laboratorio. Cuando surgió la oportunidad de realizar trabajo de campo, estaba tan emocionada que no lo dudé ni por un momento. Además de pasarnos todo el día en la playa investigando, también tengo la suerte de compartir esta experiencia con otros estudiantes de la universidad (y de hacer algunos muy buenos amigos).

Cada día de trabajo de campo es una experiencia intensa pero gratificante. Por lo general, nos trasladamos a diferentes sitios a lo largo de la costa de San Diego para tomar muestras, con el fin de estudiar los cambios en el agua y el aire. Con ayuda de un balde, recogemos agua del mar y llenamos nuestros tubos y botellas. A veces simplemente vamos al muelle y bajamos el balde atado a una soga para recolectar el agua. Sin embargo, la mayoría de las veces no es tan fácil y tenemos que adentrarnos en el mar para tomar nuestra muestra, justo ahí donde rompen las olas. Honestamente, no es muy divertido empaparse, así que tenemos que usar trajes especiales para entrar al agua.

Tomar muestras del aire es una historia completamente diferente, ya que no podemos simplemente llenar una botella o un tubo. Para recolectar estas muestras, tenemos colocadas varias bombas que constantemente succionan aire como lo haría una aspiradora. El aire es forzado a pasar a través de un filtro que retiene la mayoría de las partículas, o sea, los aerosoles. Las bombas funcionan durante horas y horas y los aerosoles liberados por el océano se van depositando en el filtro. De regreso en el laboratorio, analizamos tanto las muestras de agua como los filtros de aire para investigar si hay compuestos químicos o microorganismos que puedan ser dañinos.

Filtros luego de la recolección de aerosoles. El círculo de color gris/verde en el centro muestra los aerosoles retenidos después de 24 horas.

Gracias a este proyecto, pude visitar algunas partes muy interesantes de San Diego, como la apacible Imperial Beach, donde la comunidad local está muy preocupada por la contaminación costera. Salir a trabajar al campo es emocionante y diferente. Nunca se sabe cómo va a estar el clima ese día, o qué nuevo lugar vamos a probar para el almuerzo.

Una de las mejores cosas de este proyecto de investigación es que reúne a científicos de diversas disciplinas. Algunos de ellos son expertos en biología y microorganismos, mientras que otros saben mucho sobre moléculas o han pasado años investigando el océano. Y algunos de nosotros estamos transitando nuestros primeros pasos en la ciencia y disfrutamos de esta increíble experiencia de aprendizaje.

Agradecimientos: Ralph Torres por la revisión, Mallory Small y Adam Cooper por las fotos.

Any opinions, findings, and conclusions or recommendations expressed in this material are those of the author(s) and do not necessarily reflect the views of the National Science Foundation (NSF).

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