A 56 años de la erupción volcánica de 1970 que devastó las bases antárticas de Chile y el Reino Unido en la isla Decepción, la ciencia ha constatado un sorprendente fenómeno de adaptación biológica. Hoy en día, estos terrenos de formación reciente han sido habitados por poblaciones de microorganismos que habitan en ambientes extremos (extremófilos). Estas comunidades no solo prosperan en el lugar, sino que custodian un valioso patrimonio genético con el potencial de revolucionar las industrias energéticas y farmacéuticas en un futuro próximo.
Un equipo internacional de especialistas de la Universidad Autónoma de Chile, la Universidad Católica del Maule y la institución estadounidense South Dakota Mines consiguió registrar por primera vez una perspectiva integral sobre las capacidades funcionales de estos microorganismos. Este estudio publicado en la revista Environmental Sustainability destaca el uso de herramientas bioinformáticas avanzadas y expone el modo en que estos seres microscópicos aportan importantes lecciones sobre los procesos de adaptación.
La frontera del conocimiento en la microbiología polar continúa expandiéndose hacia lo desconocido. En este escenario, la Dra. Aparna Banerjee, investigadora de la Universidad Autónoma de Chile, sede Talca, integrante del Programa Nacional de Ciencia Antártica y parte del grupo investigativo, señala que: “La Antártica sigue siendo uno de los ecosistemas menos explorados del planeta desde el punto de vista microbiológico. En este trabajo estudiamos comunidades de microorganismos que viven en sedimentos geotermales de la isla Decepción, un volcán activo donde coexisten altas temperaturas con hielo y condiciones ambientales extremas”.
A través de análisis metagenómicos, el equipo logró extraer valiosos datos sobre la diversidad genética de bacterias que subsisten en gradientes térmicos y químicos extremos. Estas observaciones provienen del procesamiento de muestras de sedimentos obtenidas durante la LIX Expedición Científica Antártica Chilena (ECA 59), organizada por el Instituto Antártico Chileno (INACH) en el marco del proyecto de terreno RT_24-21 liderado por la Dra. Banerjee, el cual dispuso además del soporte logístico de la Base Gabriel de Castilla de España.
El trabajo en terreno combinó la fascinación científica con un entorno de alta exigencia física. Caminar sobre la superficie de la isla Decepción implicó enfrentarse a contrastes térmicos difíciles de encontrar en otro lugar del planeta. “Fue una experiencia extraordinaria y desafiante. En la isla Decepción uno puede caminar sobre piroclastos cubiertos de nieve y, pocos centímetros más abajo, encontrar temperaturas cercanas a los 100 °C debido a la actividad geotermal del volcán. Esa combinación de hielo, glaciar, fumarolas, vapor y suelos calientes hace que el paisaje sea realmente único”, destaca la Dra. Banerjee.
Mientras que en la bahía Fumarola los termómetros rozaron el punto de ebullición del agua con 99,97 °C en los sedimentos, el lugar Cráter 70 fue catalogado como el hito biológico del estudio al ser una zona formada tras la intensa actividad eruptiva, lo que ofrece un entorno geológicamente joven y dinámico que alberga una sorprendente diversidad microbiana.
“Personalmente, uno de los lugares que más me impresionó fue la bahía Fumarola, donde registramos temperaturas cercanas a los 100 °C en los sedimentos. También Crater 70 llamó mucho nuestra atención. Su historia geológica es muy dinámica: las erupciones ocurridas entre 1967 y 1970 modificaron profundamente el ecosistema, destruyeron la base científica chilena que existía en ese momento. Crater 70 es una zona formada tras la última serie eruptiva del volcán hace poco más de 55 años. A pesar de ser un ambiente geológicamente joven, encontramos allí la mayor diversidad microbiana de todo el estudio. Es fascinante pensar que microorganismos se hayan adaptado y colonizado tan rápidamente en un ambiente extremo creado por una erupción volcánica reciente”, menciona la investigadora de la Universidad Autónoma de Chile, sede Talca.
Un enorme potencial
Entre los descubrimientos más destacados de la secuenciación metagenómica se encuentra la identificación de vías metabólicas vinculadas con la salud y la bioenergía. “Encontramos genes y microorganismos asociados a rutas metabólicas y organismos que, según investigaciones previas, podrían estar relacionados con la producción de compuestos bioactivos de interés biomédico. Estos resultados nos indican que los microorganismos antárticos podrían constituir una fuente prometedora para buscar nuevas moléculas con potencial farmacéutico», advierte la Dra. Aparna Banerjee.
A modo de ejemplo, el análisis de datos detectó en la bahía Teléfono la presencia de la diatomea Skeletonema marinoi, una especie conocida en el ámbito biomédico por producir compuestos con propiedades antitumorales.
En el ámbito de la transición energética, el microbioma volcánico arrojó datos igualmente valiosos. El equipo identificó secuencias genéticas clave vinculadas a la síntesis de lípidos y a la degradación de hidrocarburos aromáticos.
“Detectamos microorganismos y genes relacionados con procesos metabólicos que, según estudios previos, participan en la producción de lípidos, degradación de hidrocarburos y otras rutas asociadas a la generación de biocombustibles. Estos microorganismos podrían servir como modelos para desarrollar procesos biotecnológicos más eficientes y sostenibles. Además, muchas enzimas provenientes de organismos extremófilos funcionan en condiciones donde otras enzimas dejan de hacerlo, lo que representa una ventaja para procesos industriales que buscan reducir consumo energético e impacto ambiental”, detalla la especialista.
Siguientes pasos
Este primer panorama integral publicado constituye una línea de base esencial. Ahora, el consorcio científico avanza desde el mapeo genético hacia el desarrollo experimental y el cultivo controlado en el laboratorio, una continuidad en la investigación que ya se está implementando en Chile.
Esta nueva fase se desarrolla mediante una beca de doctorado del INACH (proyecto DG_03_25) concedida al investigador Nicolás Flores, dirigida por la Dra. Banerjee en la Universidad Autónoma de Chile y bajo la cotutela científica del Dr. João Paulo Fabi de la Universidade de São Paulo (USP), Brasil. El objetivo principal consiste en analizar los polisacáridos de estas bacterias extremófilas polares para examinar sus propiedades bioactivas contra células de cáncer digestivo y bacterias multirresistentes a antibióticos.
Asimismo, con el respaldo del proyecto de cooperación bilateral ANID FOVI250129, el equipo de científicos busca transformar la información genética recopilada en soluciones biotecnológicas aplicables a desafíos globales. Esto demuestra que las lecciones más valiosas sobre la supervivencia y la sustentabilidad provienen de los seres más diminutos de nuestro planeta.
El INACH es un organismo técnico del Ministerio de Relaciones Exteriores con plena autonomía en todo lo relacionado con asuntos antárticos de carácter científico, tecnológico y de difusión. El INACH cumple con la Política Antártica Nacional incentivando el desarrollo de la investigación de excelencia, participando efectivamente en el Sistema del Tratado Antártico y foros relacionados, fortaleciendo a Magallanes como puerta de entrada al Continente Blanco y realizando acciones de divulgación del conocimiento antártico en la ciudadanía. El INACH organiza el Programa Nacional de Ciencia Antártica (PROCIEN).
Fuente y Fotografía ®INACH
