Diversidad en el aire

Diversidad en el aire

Por :Pepe Vázquez Jareño

Los científicos han identificado una sorprendente diversidad de microbios viviendo en el aire que respiramos, ampliando nuestro conocimiento de los entornos en los que los organismos más prolíficos de la Tierra pueden crecer y sobrevivir.

Resumen (27 de diciembre de 2006): Los científicos han identificado una sorprendente diversidad de microbios viviendo en el aire que respiramos, ampliando nuestro conocimiento de los entornos en los que los organismos más prolíficos de la Tierra pueden crecer y sobrevivir.



Basado en publicación del Lawrence Berkeley National Laboratory

¿Quieres biodiversidad? No busques más allá del aire que te rodea. Podría estar abarrotado con más de 1800 tipos de bacterias, de acuerdo con el primer censo de su clase sobre microbios aerotransportados, llevado a cabo recientemente por el Lawrence Berkeley National Laboratory del Departamento de Energía de EEUU.

El equipo utilizó un innovador test de ADN para catalogar las bacterias de muestras de aire tomadas en las ciudades tejanas de San Antonio y Austin. Sorprendentemente, encontraron una variedad tan grande de población bacteriana, que rivaliza con la diversidad encontrada en el abono. También encontraron parientes naturales de microbios que podrían usarse en ataques bioterroristas, aunque muchos de estos familiares son inocuos.

“Antes de este estudio, nadie tenía idea de la diversidad de microbios que hay en el aire”, dijo el autor principal Gary Andersen, de la Earth Sciences Division del Berkeley Lab.

La investigación, publicada en la edición online temprana del Proceedings of the National Academy of Sciences, sirve a dos propósitos. Allana el camino a censos bacterianos regionales que ayudarán a un programa de vigilancia bioterrorista del Department of Homeland Security, a diferenciar entre fluctuaciones normales o sospechosas de los agentes patógenos en el aire. También ayudará a los científicos a establecer una línea de referencia de microbios aerotransportados que pueden usar para observar cómo el cambio climático afecta a las poblaciones de bacterias. Los microbios son la forma de vida más ubicua de la Tierra y catalogar cómo y dónde sobreviven en la Tierra ayudará a los científicos a buscar signos de vida en otras localizaciones del Sistema Solar.

“Queremos determinar los niveles normales de los agentes patógenos aerotransportados y otros microbios porque se ha hecho sólo un trabajo muy limitado en la catalogación de organismos en el aire”, dijo Andersen. “Este trabajo recalca cuánto ignoramos de las poblaciones de bacterias aerotransportadas, o del origen de las bacterias”.

En el pasado, los científicos confiaban en cultivos bacterianos para determinar qué microbios estaban presentes en una muestra de aire. Con este método, el soporte del cultivo se exponía a la muestra, y se contaba lo que creciera. Desafortunadamente, esta aproximación deja fuera todos los organismos que no pueden sobrevivir en el cultivo, que en algunos casos es hasta un 99% de las bacterias de una muestra.

En este censo, sin embargo, Andersen y sus colegas usaron un test muchísimo más exhaustivo desarrollado por Todd DeSantis, que está también con la Earth Sciences Division del Berkeley Lab. Su micromatriz de ADN explora muestras de aire en busca de un gen involucrado en la generación de proteínas, llamado 16s ARNr, que se encuentra en todas las bacterias. La micromatriz cuadrada, llamada PhyloChip, aproximadamente del tamaño de un cuarto de dólar, puede detectar hasta 9 000 tipos diferentes de este gen, cada uno propio de un tipo diferente de bacteria. La micromatriz es suficientemente sensible para diferenciar entre estas miles de secuencias genéticas; puede analizar una muestra de aire y listar todos los tipos de organismo presentes.

Para conducir el e studio, se tomaron muestras de aire diarias en varias localizaciones de San Antonio y Austin, durante un periodo de 17 semanas. Las muestras se enviaron al Berkeley Lab, donde se analizaron con la micromatriz. Encontró 1 800 tipos de bacterias, incluyendo algunas patógenas, flotando en el aire de estas dos ciudades. Esta población tan diversa coincide con la complejidad de las poblaciones que hay en el abono, considerado uno de los hábitats más ricos en microbios.

Los científicos intentaron determinar también si los niveles básicos de bacterias aerotransportadas cambian de una ciudad a otra, o son generalmente los mismos en una región. Para analizar esta cuestión, eligieron Austin y San Antonio porque las dos ciudades tienen similares densidades de población, elevación y topografía y sólo están separadas más o menos 100 km. Después de tener en cuenta estas características comunes, determinaron que las dos ciudades compartían composiciones microbianas similares.

“Esto nos da esperanzas de poder desarrollar finalmente un censo de microbios aerotransportados regional, o incluso quizás uno a nivel nacional o global”, dijo Andersen. “También nos ayudará a determinar los orígenes de las bacterias aerotransportadas. ¿Proceden de granjas cercanas y plantas de tratamiento de agua, o son importadas por el viento de otro estado o país?”.

El equipo también determinó que la localización no es un factor tan importante de la variación microbiana, como el momento y el clima. Específicamente el momento del año transcurrido durante ese periodo de pruebas de 17 semanas, fue la más importante fuente de variaciones, seguido por las condiciones atmosféricas. Por ejemplo, condiciones más secas y calurosas conllevan un aumento de las bacterias productoras de esporas.

“Esta información podría ayudar a explicar picos temporales, lo que es importante en vigilancia bioterrorista”, añade Eoin Brodie, también de la Earth Science Division del Berkeley Lab. “un pico podría no ser debido a un ataque terrorista, sino a fluctuaciones climáticas normales, que eleven a las bacterias de sus acumulaciones naturales”.

De este modo, los censos bacterianos pueden ayudar a explicar si la presencia de un agente patógeno es natural o indicativa de un ataque biológico. Por ejemplo, el equipo detectó parientes de la Francisella tularemia, una bacteria natural que causa tularemia, conocida también como fiebre del conejo. Esta bacteria, especialmente potente, es una posible candidata a arma biológica. Pero también es muy común. Se ha detectado Tularemia en todos los estados de EEUU excepto en Hawaii. Estos niveles naturales pueden provocar confusión en la detección de ataques terroristas y disparar falsas alarmas. El truco está en determinar si la cantidad de F. tularensis detectada en una muestra de aire está en consonancia con los niveles normales, o es sospechosa.

“Casi todas las bacterias patógenas usadas en bioterrorismo, están en el aire y el entorno naturalmente, así que necesitamos conocer sus niveles naturales”, dijo Andersen.

Un censo de bacterias aerotransportadas también permitirá a los científicos hacer un seguimiento del impacto del cambio climático en la composición microbiana de la atmósfera. Este proceso ya está ocurriendo. Polvo y biomasa procedente del desierto africano del Sahara, en expansión, están llegando a Norteamérica en cantidades significativas, arrastrados por el viento. Recientes investigaciones relacionan este polvo con un incremento de los casos de asma en el Caribe.

“Necesitamos determinar qué hay en el aire, para que podamos determinar cómo afecta el cambio climático a la diversidad microbiana”, dijo Andersen. “Nos hemos encontrado con que hay muchas bacterias aerotransportadas ahí fuera, incluyendo patógenas, que no sabíamos que estaban”.