octubre 30, 2019

Se fortalece la colaboración científica entre Francia y Chile: IEB firma convenio con dos importantes instituciones

Los microorganismos en el océano austral, el ciclo del metano y aplicaciones biotecnológicas en ecosistemas contaminados serán algunos de los temas en los que colaborará la destacada investigadora Léa Cabrol, quien arribó a nuestro país como representante del Instituto de Investigación para el Desarrollo y del Museo Nacional de Historia Natural de París.

En tiempos de cambio global, la colaboración internacional se ha vuelto clave para la ciencia y la sociedad. Con ese propósito, y ante la necesidad de estrechar los vínculos con Chile, es que el Instituto de Investigación para el Desarrollo (IRD) y el Museo Nacional de Historia Natural de París, enviaron como su representante – desde Francia – a la destacada ecóloga microbiana, Léa Cabrol. A través de un convenio con el Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB), la investigadora permanecerá dos años en nuestro país para colaborar en el estudio de microorganismos, el ciclo del metano en distintos ambientes, y procesos como la biotransformación del mercurio en ecosistemas contaminados.

Para tal fin, Cabrol se ha unido al Laboratorio de Ecología Molecular, liderado por Elie Poulin, bajo la figura de investigadora adscrita del IEB.

La científica posee una vasta trayectoria en el estudio de la biogeografía y diversidad microbiana, donde busca entender su rol funcional y ecológico en varios tipos de ecosistemas, tanto naturales como antrópicos.

Cabrol cuenta que, para el proyecto Anillo-Conicyt Genomic Antarctic Biodiversity (GAB), que también dirige Poulin, “estamos descifrando los patrones biogeográficos de microorganismos del océano austral. Nos enfocamos particularmente en la microbiota del erizo antártico y subantártico del género Abatus, con el objetivo de establecer los procesos de diversificación microbianos – incluyendo factores ambientales y filosimbiosis con el hospedero – entre diferentes zonas del océano austral, desde la Patagonia, hacia Kerguelen y las islas Shetland sur”.

“Mediante esta colaboración original entre biólogos y microbiólogos, pretendamos evaluar si los procesos evolutivos que se han descrito en invertebrados marinos, peces y aves marinas han también moldeado la biogeografía de la microbiota”, agrega.

Por otro lado, su trabajo también se ha enfocado en dos grandes ciclos biogeoquímicos donde los microorganismos juegan un rol fundamental: el ciclo del metano y la biotransformación del mercurio.

Lea Cabrol en turbera de Alaska

Al respecto, la investigadora del IRD e IEB explica: “Estudiamos la diversidad microbiana involucrada en la producción y el consumo del metano, un potente gas de efecto invernadero, en varios ambientes relevantes en el contexto actual de cambio climático”.

Por ello se ha puesto el foco en lugares ubicados en las altas latitudes, como el Ártico y Subártico de Alaska y Siberia, así como en la Antártica y zona subantártica, donde uno de los temas de interés será el permafrost, ​la capa de suelo permanentemente congelado que se ve amenazado por el actual contexto de cambio climático global.

Para hacerse una idea, el permafrost almacena alrededor del 50% de la materia orgánica del planeta. Sin embargo, se estima que un 40% podría desaparecer en un escenario donde la temperatura aumente 2 grados Celsius.

“Las emisiones de metano tienen una retroacción positiva sobre el clima global, debido a su alto poder calorífico, acelerando los cambios climáticos”, cuenta Cabrol, quien agrega que el calentamiento pronunciado en las altas latitudes conlleva también la activación de los microorganismos de los suelos descongelados.

Por otro lado, las zonas húmedas y tropicales también forman parte de la investigación. Estos ecosistemas son los primeros productores de metano en el mundo debido a las altas temperaturas que favorecen el metabolismo microbiano, y a la alta productividad primaria que genera mucha materia orgánica disponible para los microorganismos.

Siberia

“En el marco de una colaboración con el IRSTEA y EDF (empresa proveedora de electricidad en Francia), estudiamos el ciclo del metano en un lago generado por la construcción de una represa hidroeléctrica en la selva amazónica de la Guyana Francesa, que inundó más de 300 km2 de suelos ricos en materia orgánica. En este hotspot anaeróbico se están generando muy altos flujos de emisión de metano”, señala.

De esa manera, se estima que, en un periodo de 100 años, las emisiones de metano de esa represa tendrán un efecto de calentamiento equivalente al de una termoeléctrica durante el mismo periodo, a pesar de ser considerada como fuente de energía verde.

Adicionalmente, los investigadores trabajan en potenciales aplicaciones biotecnológicas. El metano puede ser también una fuente de energía renovable para las actividades humanas, generando por ejemplo el biogás, el cual se utiliza en todo el mundo como una fuente de combustible tanto a nivel industrial como doméstico.

La científica detalla: “Se conoce y se aplica actualmente este proceso a escala industrial, llamado digestión anaerobia, para el tratamiento y la valorización de residuos orgánicos tales como aguas residuales domésticas o agroindustriales de fácil biodegradabilidad. Sin embargo, falta mucha información funcional respecto a los microorganismos responsables de la producción de biogás y, sobre todo, su capacidad de resistencia y resiliencia frente a perturbaciones operacionales”.

En ese sentido, uno de los desafíos es el tratamiento y la valorización de residuos más complejos, como aquellos generados por la acuicultura intensiva en los ecosistemas marinos.

Por ello, Cabrol trabaja junto a investigadores de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso en las formas de generar biogás a partir de sedimentos marinos contaminados por la salmonicultura en el sur de Chile, para buscar soluciones de bioremediación y valorización de esos residuos en forma de bioenergía.

Por último, la biotransformación del mercurio es otra área donde la investigadora del IEB está involucrada. En concreto, los estudios se enfocan en la identificación genética de las bacterias responsables de la metilación del mercurio en el océano.

“Este proceso genera un fuerte neurotóxico (el metilmercurio) que se acumula y se amplifica a lo largo de la cadena trófica hasta el consumo humano”, cuenta la científica.

De esa manera, se evaluará la posibilidad de aplicar esa metodología molecular a ecosistemas chilenos contaminados por industrias como la minería.

Así, el convenio entre las tres instituciones promoverá la generación de conocimiento en temas críticos para la sociedad, poniendo a la ciencia al servicio de los problemas y desafíos locales, sin dejar de lado la necesaria perspectiva global.