Se encuentran esparcidos por todos los océanos, sin embargo, usualmente están en bajas proporciones en el ambiente, pero cuando ocurre un derrame de crudo se estimulan y crecen provocando florecimientos de microbiota que degusta el petróleo, por lo cual serían una buena alternativa para limpiar los océanos de este peligroso contaminante.
18 de enero de 2023
Katherine Bernal Vallejo | Periodista UNAL Sede Amazonias
Las microalgas son los primeros organismos productores de materia orgánica. Foto: Unimedios.
Las manchas negras que invaden las aguas del mar Caribe colombiano son el resultado de la exploración y explotación del petróleo, que en los últimos años ha protagonizado derrames y emergencias ambientales, uno de los mayores problemas que afecta el ecosistema marino. Diversos estudios evidencian que los derrames afectan la vida macroscópica: manglares, aves, peces o tortugas, y también cambian la estructura de las comunidades microbianas, especialmente la de las microalgas, que tienen la particularidad de tolerar o crecer en condiciones complejas con la presencia de hidrocarburos.
Esta capacidad de tolerar o crecer en condiciones complejas motivó la investigación “Efecto del petróleo en microalgas marinas, sobre el crecimiento heterotrófico y la producción de metabolitos extracelulares”, adelantada por Érika Andrea Puente Sayo, bióloga y microbióloga de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), cuyo objetivo es reemplazar los compuestos de las superficies –basados en combustibles fósiles– y reducir la tensión que se genera entre el petróleo y la membrana de los microorganismos, para facilitar su ingreso a la célula para su posterior metabolismo.
Aunque los microorganismos degradadores de petróleo están esparcidos por todos los océanos, por lo general se encuentran en bajas proporciones en el ambiente, pero curiosamente cuando hay un derrame de crudo se estimula su crecimiento provocando florecimientos de microbiota que degusta el petróleo. Algunos microorganismos son denominados “facultativos”, debido a que pueden cambiar su alimentación habitual por petróleo, y también existen los “obligados”, que metabolizan estrictamente petróleo y solo crecen utilizando los hidrocarburos como sustrato. Se reporta que existen distintos microorganismos capaces de degradar el petróleo, como las microalgas y los hongos.
Tratamientos de exposición a crudo. Foto: Érika Puentes, bióloga de la UNAL.
Santa Marta fue el lugar que se escogió para llevar a cabo la investigación. Allí previamente se aislaron las microalgas de las bahías: Concha, Playa Cristal y Taganga, estas dos últimas las más afectadas, labor que realizó el Laboratorio de Bioprospección marina del Invemar, con microorganismos que forman parte de la colección del Museo de Historia Natural Marina de Colombia – Makuriwa. Se procedió de esta manera ya que en las zonas costeras se evidencia una incidencia mayor de vertimiento de hidrocarburos por embarcaciones pequeñas que realizan actividades turísticas y recreativas en la zona.
A partir de una colección de microalgas marinas aisladas, se seleccionaron 3 especies que exhibieran tolerancia a la presencia de hidrocarburos en su entorno y así determinar qué compuestos extracelulares les proporcionaban esta capacidad. “Se probaron varios tipos de algas para saber cuáles estaban en la capacidad de resistir la presencia del hidrocarburo, en seguida cuales podían hacer un proceso de degradación, y por último ver si tenía la capacidad de reservar o almacenar esta energía”, indica el biólogo marino Néstor Hernando Campos, docente de la UNAL Sede Caribe.
Visión aproximada del petróleo en contacto con el agua. Foto: Unimedios.
En el proceso “se logró identificar un compuesto con perfil biosurfactante del tratamiento de exposición de la microalga marina identificada como Chlorellales sp. Los biosurfactante son compuestos usados en una gran variedad de productos de limpieza por su capacidad para reducir la dureza superficial del agua. En esencia, hacen que las partículas sean más resbaladizas, permitiendo que haya una posible interacción con el aceite y la grasa. Fue así como se observó que, en la oscuridad, hay una producción mayor de estos compuestos ya que conforman de grasas, sustancias orgánicas insoluble en agua y péptido, formado por la unión de un número reducido de aminoácidos” explicó la bióloga Puente.
Este hallazgo es determinante para realizar cultivos en el laboratorio y así desarrollar experimentos que hagan más eficiente la degradación de los hidrocarburos de forma natural. Actualmente existen diferentes estrategias para este fin, como por ejemplo la denominada “bioaumentación”, en la cual, primero es necesario aislar un grupo de bacterias capaces de llevar a cabo la degradación del petróleo. Después se adiciona este consorcio microbiano al ambiente para sustituir los microorganismos nativos por microorganismos especializados en la limpieza del petróleo.
De ahí que rehabilitar los ecosistemas afectados a través de la biorremediación, una rama de la biotecnología que trata el uso de organismos vivos como los microorganismos para eliminar contaminantes y toxinas del suelo y el agua como hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas, clorofenoles, metales pesados, colorantes, sulfatos y petróleo, como en este caso. Se calcula que en dos décadas, el 50 % de la producción de petróleo y gas se harán mar adentro. El artículo “Los microorganismos como tecnología emergente para la limpieza del petróleo”, publicado en la revista Avance y Perspectiva, medio de divulgación del CINVESTAV, habla de los microorganismos y su distribución en todos los rincones del mundo, los cuales desempeñan una variedad de funciones esenciales en los ecosistemas.
Microalgas y su tolerancia a los hidrocarburos
La autora concluyó que, de las cinco microalgas evaluadas en el ensayo de tolerancia a hidrocarburos empleando crudo aceitoso al 1 %, tres mostraron ser las más tolerantes, dos de ellas fueron identificadas como miembros del género Chlorellales sp. (69060 y 69061), mientras que la microalga con código 69055 se identificó como Chlamydomonas sp.
Así como la microalga con código 69060 fue seleccionada como la más tolerante a la presencia de hidrocarburos, con base en los análisis espectroscópicos, se conoció su cinética de crecimiento durante 50 días y se observaron las tres fases del ciclo celular. Además, a partir de cultivos de esta microalga, se obtuvo un extracto rico en biosurfactantes y los análisis exploratorios por técnicas metabolómicas que indican la presencia de antibióticos que tienen actividad contra las bacterias reportado con posibles usos terapéuticos y que para este estudio puede ser uno de los responsables de la tolerancia alta que presenta la microalga a los hidrocarburos y su posible incorporación al interior de la célula.
Por lo que se espera ahondar en estudios que convergen para mitigar esta problemática que sigue siendo latente en el país, como lo es la exploración y explotación del petróleo, presente en todo el territorio nacional pero que, en la región Caribe con los derrames de crudo afecta a la población marina, indispensable para el crecimiento, la alimentación y el turismo de los departamentos que conforman la Región Caribe colombiana.
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