Esta investigación pionera, revela la capacidad que tienen algunas bacterias marinas antárticas para reducir el perclorato. Dentro del equipo de científicos de este estudio figura Rosa Acevedo Barrios investigadora profesora investigadora de la Facultad de Ciencias Básicas de la Universidad Tecnológica de Bolívar (UTB). Los resultados revelan que las bacterias aisladas de los sedimentos marinos en la Antártida presentan un prometedor potencial para la biorremediación de la contaminación por perclorato.

Por: Equipo periodístico ATTUÁ | diciembre 12, 2023

Palabras claves: Perclorato, Sedimentos marinos, Ecotoxicológicos (Ver definición al final de la Nota).

Introducción: Enfrentando la contaminación en el último Continente Virgen

La Antártida, último rincón virgen de la Tierra, se ve amenazada por la contaminación, impulsada por la actividad humana. En este contexto, la investigación titulada “Perchlorate-reducing bacteria from Antarctic marine sediments” publicada en la revista científica Environ Monit Assess arrojó luz sobre el potencial de las bacterias marinas antárticas en la lucha contra el perclorato, un contaminante emergente en los ecosistemas.

La Dirección de Investigación, Innovación y Emprendimiento de la Universidad Tecnológica de Bolívar financió esta investigación. Las muestras se recolectaron en las islas Decepción, Media Luna y Horseshoe durante expediciones científicas de Colombia a la Antártida en un periodo de 4 años entre 2017 y 2020, a bordo del “buque español BioHesperides A33”. Las bacterias fueron aisladas, purificadas y conservadas siguiendo el protocolo establecido. Antes del aislamiento, las muestras se trataron con anfotericina B. Se cultivaron en el medio de cultivo LB NaCl:

Medio Luria-Bertani (LB): Contenía 10 g de NaCl, 10 g de triptona y 5 g de extracto de levadura.

Estos medios fueron ajustados usando agua de mar con una concentración de KClO₄ ⁻ de 750 mg/L. Los aislados se incubaron a 4 °C durante 14 días en condiciones aeróbicas y se monitoreó el crecimiento mediante la observación del crecimiento de las colonias. Para su conservación, se transfirieron las colonias a crioviales conteniendo 720 μL de cultivo y 80 μL de glicerol, almacenándose a -80 °C siguiendo el método descrito por (Acevedo-Barrios et al. 2019; Acevedo-Barrios et al., 2023).

La Antártida tiene una gran diversidad de géneros bacterianos de diversas clases. Estas bacterias psicotolerantes y psicrófilas se han utilizado para la biorremediación debido a su capacidad para reducir el perclorato (Acevedo-Barrios et al., 2016; Acevedo-Barrios et al., 2019a; Acevedo-Barrios & Olivero-Verbel, 2021, Acevedo-Barrios et al., 2022 a,b).

Las condiciones extremas de la Antártida, difieren de las de otras regiones del planeta, lo que hace que la adaptación de las bacterias sea fundamental. Se recogieron aproximadamente 40 muestras por triplicado para cada experimento y se utilizaron espátulas estériles para la recolección. La salinidad y el pH se registraron para cada muestra.

Resultados Reveladores: Tolerancia y reducción del Perclorato

Los resultados del estudio demostraron que las bacterias aisladas de muestras de sedimentos marinos antárticos eran capaces de tolerar concentraciones de cloruro de sodio (NaCl) hasta el 30 %p/v y una concentración de perclorato de hasta 10,000 mg/L de perclorato. Además, algunas de las bacterias aisladas fueron capaces de reducir el perclorato entre el 21.6% y el 40%.

Estos hallazgos indican que estas bacterias, tienen mucho potencial, para ser utilizadas en reducción de la contaminación de perclorato en ecosistemas. Lo cual es relevante debido a que el perclorato; es un potente disruptor endocrino que puede afectar el desarrollo y crecimiento de los seres vivos (Acevedo-Barrios et., 2018, Acevedo-Barrios et al., 2019b).

Este estudio amplía el conocimiento sobre las bacterias reductoras de perclorato provenientes de la Antártida y ofrece una perspectiva prometedora para el tratamiento de zonas contaminadas por este contaminante emergente.

Figura 1: Localización geográfica del área de estudio. a, Antártida. b. Isla Media Luna. c. Isla Decepción, c. Bahía Margarita.

Figura 2: Reducción porcentual de la concentración de KClO₄⁻ en muestras de sedimentos marinos de las islas Decepción, Herradura y Media Luna. Efecto tras 15 días de contacto a una densidad óptica (DO) de 600 y un pH óptimo de 7,0 ± 0,5.

Resultados de la Identificación morfológica y bioquímica

Se identificaron seis aislamientos de la Antártida con variadas formas y características bioquímicas.
UTB-113 y UTB-114 (Isla Decepción) pertenecen al género Psychrobacter.
UTB-154 y UTB-156 (Isla Horseshoe) pertenecen al género Idiomarina.
UTB-160, UTB-161 y UTB-162 (Isla Media Luna) pertenecen a los géneros Pseudomonas y Sporosarcina
Tolerancia al NaCl y KClO₄^–:
Todos los aislados mostraron capacidad para crecer en un medio con alta concentración de NaCl, alcanzando tolerancias de hasta el 30%.
Respecto al perclorato, varios aislados demostraron tolerancia entre 500 mg/L y 10.000 mg/L, formando biopelículas en la concentración más alta.

Reducción del perclorato

Las bacterias aisladas redujeron entre un 21,6% y un 40% del perclorato en el medio.
UTB-113, UTB-114, UTB-154, UTB-156 y UTB-160, UTB-161, UTB-162 mostraron capacidades de reducción significativas.
Las bacterias de la Antártida reducen 50% comparada con las del Caribe que son un 25% de efectividad para reducir el contaminante.

Conclusiones y aplicaciones: Bacterias Antárticas, guardianas silenciosas

Esta investigación representa el primer estudio de diversidad microbiana y potencial biotecnológico en diferentes sitios de la Antártida y establece un punto de partida para futuros programas orientados a la prospección de bacterias reductoras de perclorato y producción de biomoléculas en la Antártida que podrán ser empleadas en diferentes aplicaciones para resolución de problemáticas ambientales.

Este revelador estudio, amplió el conocimiento existente sobre la presencia de bacterias reductoras de perclorato en Antártida y muestra cómo estas bacterias aisladas de los sedimentos marinos de diferentes sitios de la Antártida; emergen guardianas silenciosas de los ecosistemas marinos. Su asombrosa adaptación y supervivencia en entornos salinos, junto con su habilidad intrínseca para reducir el perclorato en un rango impresionante del 21.6% al 40%, ofrecen un rayo de esperanza en la lucha contra la contaminación en los ecosistemas.

Estas bacterias no solo resisten las condiciones extremas, sino que también se erigen como agentes activos en la reducción del perclorato, destacando un potencial prometedor para la biorremediación. La posibilidad de las interacciones simbióticas y consorcios presentan un camino hacia una eficacia aún mayor en la reducción de este contaminante.

En síntesis, este estudio amplía la comprensión de las bacterias reductoras de perclorato provenientes de la Antártida y señala un futuro esperanzador para su aplicación en la biorremediación de ecosistemas afectados por este contaminante emergente. Las bacterias antárticas, silenciosas guardianas de la pureza ambiental, podrían ser la clave para restaurar la armonía en ecosistemas contaminados por perclorato. Para más información se puede acceder al enlace de la revista donde se publicó este importante trabajo: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35934758/