La respuesta está donde menos te lo esperas

Una idea que parece que hemos dado por sentada desde hace mucho pero

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Fuente: es.123rf.com

muchísimo tiempo fue que el ser humano había sido “elegida” como la especie dominante de la Tierra y que teníamos el derecho de hacer todo lo que fuera necesario a la Madre Naturaleza para no simplemente sobrevivir en este planeta sino hacer que nuestra existencia en ella fuera lo más fácil y cómodo posible, sin importar las repercusiones que provocaríamos en nuestros compañeros en este mundo que compartimos, los demás seres vivos. De este modo, hemos conseguido expandirnos por el planeta, aumentar nuestra población y avanzar a un modo de vida más desarrollado, o mejor dicho más industrializado y consumista, dejando tras de nosotros un rastro de consecuencias catastróficas. Aunque hace poco parece que la mayoría nos hemos dado cuenta de nuestro error.

Uno de los hechos que lo muestra claramente ha sido el proceso de industrialización iniciada con la Revolución Industrial en Reino Unido a mediados del siglo XVIII, que se extendió después a otros países como Francia, Alemania y EEUU, y marcó el inicio de una etapa de grandes transformaciones económicas, modificaciones socioculturales, avance tecnológico y desarrollo demográfico que continúa hasta hoy en día. Dicha revolución supuso la transición de una economía fundamentalmente agrícola a una economía urbana e industrializada y el desarrollo de las ciudades que permitió una mayor productividad y una producción de bienes a gran escala y esto, a su vez, provocó un enorme y rápido crecimiento de la población sobre todo en el ámbito urbano.

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Esquema de una máquina de vapor. Fuente:http://luzmontalbansalar.blogspot.com.es/

Algunos de los principales factores que hizo posible esto fueron: en primer lugar el hallazgo de fuentes de energía alternativas, primero el carbón y luego el petróleo y el gas, que se convirtió en el soporte de la industrialización y del desarrollo de la sociedad industrial; y en segundo, la introducción de la máquina de vapor de James Watt en las diferentes industrias y el desarrollo de medios de transportes basados en ella, como los barcos y ferrocarriles a vapor, que permitieron el transporte de mercancía y pasajeros y expandir de este modo el comercio. Más tarde la máquina de vapor fue siendo desplazado por el motor eléctrico en la maquinaria industrial y el motor de combustión interna en el transporte.

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Industria metalúrgica de una ciudad de China. Fuente: medioambienteok.blogspot.com

Sin embargo, dicho proceso ha traído consigo graves consecuencias ambientales prácticamente desde sus comienzos, como el deterioro del ambiente y degradación del paisaje. El impacto directo de la industria sobre la naturaleza se produce principalmente por la ocupación del espacio natural que puede causar la alteración o incluso la pérdida de ecosistemas, la utilización de los recursos naturales y la generación de residuos: desechos y contaminantes.

Pero de estos impactos, la contaminación es sin duda uno de los aspectos que ha sido más estudiado y más preocupación genera. Siendo “¿Estamos a tiempo de arreglarlo?” una de las preguntas que más nos hacemos.

La combustión de combustibles fósiles y la deforestación han provocado un aumento de la concentración atmosférica de CO2 cercana al 43% desde el comienzo de la era de la industrialización.

El dióxido de carbono (CO2) es un gas incoloro, denso y poco reactivo, que forma parte de la composición de la troposfera, la capa de la atmósfera más próxima a la Tierra, actualmente en una proporción de 400 ppm en volumen. Se trata de un gas de efecto invernadero, al igual que otros gases como metano, óxido nitroso y el ozono, es decir que contribuye al fenómeno por el cual ciertos gases retienen parte de la energía emitida por el suelo tras haber sido calentado por la radiación solar. Sin embargo, el aumento de su concentración ha intensificado este fenómeno causando el denominado calentamiento global y todos los problemas derivados de ello: sequías, inundaciones, olas de calor intensas, derretimiento de glaciares y aumento del nivel de mar, por mencionar algunos.

Aunque existen fuentes naturales de emisión de este gas como erupciones volcánicas, el proceso de repiración de los seres vivos, o incendios naturales (pero esto empieza darse cada vez más debido, como no al ser humano), el considerable incremento de su concentración en la atmósfera desde mediados del siglo XIX, se debe a la actividad humana.

Más del 75% de las emisiones de CO2 provocadas por el ser humano provienen de los combustibles fósiles, en los que se engloban el carbón, el gas natural y el petróleo, que se emplean para producir energía, con la que obtiene electricidad, se utiliza para producir materiales o, por ejemplo, para el transporte.
Los procesos industriales constituyen una importante fuente de emisiones de dióxido de carbono, ya sea por el uso de combustible fósil para obtener el calor y vapor necesarios para las diferentes etapas de su produccción como por ser grandes consumidores de electricidad. A ello, además, hay que sumar las emisiones provocadas por el transporte de sus materias primas y productos.

Se han ideado estrategias de secuestro de carbono para capturar el CO2 de la atmósfera y almacenarlo, mitigando así sus efectos negativos. Este proceso se da de manera natural aunque a pequeña escala, por ciertas bacterias del fondo del mar. Sin embargo, para el proceso de reducción del dióxido de carbono industrial se precisa de una enzima estable y funcional a altas temperaturas, que son las condiciones que se dan dentro de los biorreactores donde se utilizan microorganismos para catalizar las transformaciones químicas de forma más eficiente y ecológica.

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Avni Bhatt y Brian Mahon. Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/

Esto parece que es lo que ha encontrado el equipo formado por Robert McKenna, profesor de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de Florida, en Estados Unidos, Avni Bhatt y Brian Mahon, dos investigadores graduados, quienes han estado estudiando la bacteria Thiomicrospira crunogena, que se aisló de fuentes hidrotermales de la dorsal del Pacífico Oriental, fisuras en la corteza terrestre que emiten agua geotermal a temperaturas de hasta 460 ºC. Lee el resto de esta entrada

Y ahora, ¿quién limpia este desastre?

Si de algo no cabe duda es que vivimos en un planeta maravilloso, lleno de formas de vida fascinantes y con cabida para todas y cada una de ellas. También es el hogar del ser humano, sea como sea, y nosotros también hemos disfrutado de él todo lo que hemos querido. Sin embargo, somos como el hijo rebelde e inmaduro de la ecosfera, y no somos conscientes de lo que hacemos hacia nuestra Madre Tierra día tras día, y que la destruye lentamente.

El ser humano en su imparable avance ha desarrollado cada vez una tecnología más compleja y, sobre todo, más masificada, la cual ha requerido importantes sacrificios para el planeta, como son los transportes movidos por petróleo, las centrales de energía nuclear, etc…en definitiva lo que llamamos “energías no renovables”, por no hablar de los “compuestos no biodegradables”, muy relacionados con estas energías y que básicamente se trata de sustancias que estorban al normal desarrollo de la vida en el planeta, sin poderse eliminar.

Cualquiera pensaría, que lo que nosotros como humanos hemos hecho y arruinado, debíamos resolverlo nosotros. Sin embargo, la naturaleza, a modo de madre comprensiva, vuelve a solucionarnos el problema, dándonos la oportunidad de limpiar lo que hemos ensuciado. Estoy hablando de la Biorremediación.

La Biorremediación es una rama de la ciencia (concretamente de la biotecnología ambiental) que estudia la forma de arreglar los problemas de contaminación mediante el uso de formas de vida, es decir, microorganismos que sean capaces de degradar plásticos, petróleos, o especies capaces de asimilar los gases contaminantes, por citar algunos ejemplos. Esta disciplina es relativamente nueva ya que desde siempre los residuos industriales han intentado almacenarse o vertirse al aire o a los ríos, incluso se ha extendido el reciclaje, la reutilización y otras formas de evitar aumentar el número de residuos plásticos, por ejemplo, pero la eliminación de los mismos siempre ha supuesto un problema.

Pongamos un ejemplo práctico, el Prestige en el año 2002. Echamos la vista atrás al que fue uno de los peores desastres ecológicos que ha afectado a España, en el cual el petrolero liberó 77000 toneladas de petróleo, ni más ni menos, a 50 kilómetros de las costas gallegas.

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Playa bañada en petróleo del Prestige. Fuente: http://www.abc.es

Por aquel entonces nada se pudo hacer para evitar que el crudo bañara dichas costas. Sin embargo, hoy en día sabemos que una bacteria, Lysinibacillus sphaericus, es capaz de “alimentarse” con el hidrocarburo. En un artículo de la revista “Remediation”, se explica cómo esta bacteria fue puesta a prueba con cultivos contaminados con hidrocarburo, y la bacteria fue capaz de degradarlos y usarlos como fuente de carbono y energía. La degradación además no se veía afectada por la presencia de metales pesados (Cromo y arsénico), ya que esta bacteria es capaz de “bioadsorberlos” sobre su superficie, manteniéndolos ahí y sin causar ningún perjuicio a la bacteria. Aparte, esta bacteria produce biosurfactantes, unas sustancias que contribuyen todavía más a la degradación del petróleo. En un estudio realizado, la L. sphaericus, junto con otra bacteria llamada Geobacillus sp, que también degrada petróleo, fueron capaces de eliminar el 93% del petróleo presente en la muestra en la que fueron cultivadas. Fascinante.

Bacteria mágica

Lysinibacillus sphaericus. Fuente: http://www.eluniversal.com

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Oleispira antarctica. Fuente: http://www.i-ambiente.es

Luego surgió el problema de los derrames de petróleo en la Antártida y Océano Ártico. Ahí las bacterias convencionales no son capaces de desarrollarse bien por culpa de las temperaturas extremas. ¿Qué hicieron los científicos? Pues tomar una bacteria nativa de aquellos lares antárticos, la Oleispira antarctica, cuyo metabolismo es tan particular que prefiere como fuente principal de alimento los hidrocarburos alifáticos (el petróleo pertenece a este grupo). Esta bacteria sólo puede desarrollarse en un medio con una concentración de sal notoria (3-5% w/v aprox) y su capacidad de degradar hidrocarburos es bastante grande.

Por si esto no fuese ya lo suficientemente sorprendente, la mayoría de estas bacterias comedoras de petróleo tienen dificultades para obtener nitrógeno, necesario en su metabolismo. Esto hace que degraden el petróleo más lento, ya que les cuesta más proliferar y desarrollarse correctamente sin este elemento esencial. ¿Qué podemos hacer? Pues, ¿Os acordáis de ese ser vivo que impide que os bañéis tranquilos en verano, y que deja marcas como latigazos? Sí, estoy hablando de las medusas.

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“Mucus” producido por una medusa. Fuente: ocean.si.edu

Pues esas medusas son las que les dan el nitrógeno. ¿Cómo? Las medusas normalmente secretan una especie de “mucus”, que al tiempo se separa de la medusa y circula por el océano hasta acabar en el suelo marino, donde alimenta colonias bacterianas y otras especies de fitoplancton. Cuando están estresadas (por ejemplo, al encontrarse con la mancha de petróleo), su secreción de mucus se multiplica (la medusa se “agobia”, y mientras nosotros tendemos a ponernos nerviosos cuando nos agobiamos, ellas tienden a secretar mucus), y este mucus sirve de fuente de nitrógeno y alimento a las bacterias, que junto a los hidrocarburos propician su rápido crecimiento y propagación. No solo tenemos un caso de biorremediación, sino además de simbiosis. Y todo esto sin consecuencias negativas a largo plazo, sin contaminación ni nada. Al final acabaremos queriendo a las medusas.

Existe mucho sobre lo que hablar respecto a este tema, pues la bacteria antes citada, L. sphaericus, tras el descubrimiento de su potencial, se ha empleado en diversos estudios, comprobando que también es efectiva degradando diclorometano (la cepa wh22), viable para hacer filtros que eliminan totalmente etanotiol, DMDS (refinerías de petróleo) y tioanisol (cepa RG-1), e incluso hasta hay estudios que tratan de utilizar a esta bacteria en procesos electrogénicos, es decir, tratan de generar energía eléctrica con su metabolismo y transmitirla a un electrodo para su uso, y han tenido éxito. Una vez más, fascinante.

Para acabar, es gracioso pensar que la L. sphaericus se usaba desde el 1980 para matar las larvas de Anopheles, Culex y Aedes, tres vectores de enfermedades tropicales graves tales como dengue y fiebre amarilla, como veis nada que ver con el petróleo. Esto te hace pensar, que puedes estar 30 años utilizando una bacteria para algo y creer que la conoces, y después descubrir que una de sus características puede solucinar un problema tan inmenso como es un derrame de petróleo masivo, y que entonces a otro se le ocurre hacer un filtro para una refinería con ella, y luego otro decide usarla para generar bioenergía. La naturaleza nos ha dado la oportunidad de enmendar nuestros errores, y la ciencia nos ha demostrado que todo es posible. ¿Hace falta alguna prueba más para querer a nuestro planeta y, más aún, a nuestros científicos? De todas formas y como se dice por ahí: “No es más limpio el que más limpia, sino el que menos ensucia”, así que vamos a intentar ser cuidadosos y tener siempre en mente que no podemos destruir algo que básicamente nos mantiene vivos.

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Los planes para proteger el aire y el agua, lo salvaje y la vida silvestre, son de hecho planes para proteger al hombre” Stewart Udall. Fuente: http://www.ecoosfera.com

Autor: José Ángel Pérez Tomás

Bibliografía consultada

Lysinibacillus sphaericus and Geobacillus sp Biodegradation of Petroleum Hydrocarbons and Biosurfactant Production Remediation Journal Volume 25, Issue 1, pages 85–100, Winter 2014

Oleispira antarctica gen. nov., sp. nov., a novel hydrocarbonoclastic marine bacterium isolated from Antarcticcoastal sea water. Int J Syst Evol Microbiol. 2003 May;53(Pt 3):779-85.

Utilization of proteinaceous materials for power generation in a mediatorless microbial fuel cell by a new electrogenic bacteria Lysinibacillus sphaericus VA5. Enzyme Microb Technol. 2013 Oct 10;53(5):339-44. doi: 10.1016/j.enzmictec.2013.07.006. Epub 2013 Jul 26.

Co-treatment of single, binary and ternary mixture gas of ethanethiol, dimethyl disulfide and thioanisole in a biotrickling filter seeded with Lysinibacillus sphaericus RG-1. J Hazard Mater. 2011 Feb 28;186(2-3):1050-7. doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.11.099. Epub 2010 Nov 30.

A novel dichloromethane-degrading Lysinibacillus sphaericus strain wh22 and its degradative plasmid. Appl Microbiol Biotechnol. 2009 Mar;82(4):731-40. doi: 10.1007/s00253-009-1873-3. Epub 2009 Jan 29.

Links Útiles

http://hipertextual.com/2013/07/bacterias-degradar-petroleo-bajo-hielo

http://ocean.si.edu/ocean-news/how-jellyfish-break-down-oil-after-spill

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