MARTA SEBASTIÁN
INVESTIGADORA DE L’INSTITUT DE CIÈNCIES DEL MAR
“Al Mediterrani hi ha, com a mínim, 12.000 espècies de bacteris”
L’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona acaba de publicar el primer catàleg de microorganismes que habiten al mar Mediterrani, una enorme diversitat amb un gran potencial biotecnològic
SABER-NE MÉS
“Conèixer quins organismes hi ha en cada indret permet estudiar en quins processos bioquímics participen i preveure com pot evolucionar l’ecosistema marí”UN ENTORN HOSTIL
“Creiem que la diversitat del fons és tan gran perquè allà els organismes han de buscar estratègies diferents per poder sobreviure”EVOLUCIONAR RÀPID
“Un dels avantatges que tenen els microorganisme és que muten molt ràpidament. Poden passar-se gens els uns als altres, i alguns d’aquests gens els permeten sobreviure millor”A l’estudi que han fet públic expliquen que s’han descobert 12.000 espècies diferents de bacteris i arqueus al mar Mediterrani. Aquesta xifra és la que s’esperaven o els ha sorprès tanta biodiversitat microscòpica?
En realitat no se sabia gaire bé què es podia esperar. Només s’havien fet estudis previs en zones més localitzades. Més en concret, hi havia una recerca anterior del nostre institut a la costa catalana en què s’havien descobert unes 5.000 espècies. Ara, el mostreig és molt més gran, de gairebé tota la conca del Mediterrani, des de Creta i fins passat l’estret de Gibraltar. Hi hem trobat 12.000 espècies diferents de bacteris. El problema amb aquests organismes és que no es poden distingir entre ells a simple vista, no es poden diferenciar morfològicament, i per veure quines espècies són has de seqüenciar un fragment del seu ADN.
Sota el microscopi, tots aquests microorganismes semblen iguals?
Si mires una mostra amb el microscopi es veuen una sèrie de puntets brillants, perquè els hem tenyit per veure’ls. És com mirar un cel estrellat, però no es distingeixen els un dels altres morfològicament. Fins als anys noranta no va existir aquesta tècnica de seqüenciació genètica per estudiar-ne l’ADN. Els investigadors només podien veure els bacteris que creixien en un mitjà determinat, a les plaques de Petri, i ja hem vist que en aquests mitjans la majoria dels bacteris no hi creixen. Es calcula que només hi creix un 0,1%. Per tant, fins a aquells moments no se sabia gaire res i hi havia un gran desconeixement. Ara que tenim aquesta nova metodologia és quan s’estan començant a fer estudis. En qualsevol cas, no sabíem què podíem esperar, però ens ha sorprès que siguin tantes espècies diferents. Gràcies a un catàleg fet també per companyes de l’Institut de Ciències del Mar, sabem que, de biodiversitat macroscòpica, al Mediterrani, hi ha unes 12.000 espècies: peixos, algues, gambetes... totes les espècies que es poden veure a simple vista. Ara sabem que hi ha, com a mínim, la mateixa biodiversitat a escala microscòpica.
És possible que aquestes no siguin totes les espècies, que n’hi hagi encara de desconegudes?
Sí, és molt possible. Estem parlant del resultat d’una campanya oceanogràfica que es va fer durant el mes de maig del 2014, és a dir només durant un mes. I sabem que a llarg de l’any les condicions van canviant i, per tant, també poden canviar els organismes que es podrien trobar. A més, descobrir-ne de nous pot ser el resultat de com evolucionin les tècniques de seqüenciació de l’ADN. A mesura que millorin, tindrem cada cop més resolució i es podran descobrir més espècies. Però de moment ja sabem que, com a mínim, n’hi ha 12.000.
Per què és important aquest coneixement?
En general, tots tenim un gran desconeixement de tot allò que no podem veure. Tenim una visió del món molt centrada en el que veiem a través dels nostres ulls. Ara, per exemple, sentim parlar molt del microbioma humà i de la importància que té perquè funcioni correctament el nostre organisme. S’està veient que el microbioma juga un paper fonamental en la nostra salut. Crec que això mateix passa en tots els àmbits. Hem de tenir en compte que els microorganismes ja existien abans que nosaltres arribéssim aquí i que probablement hi seran quan nosaltres hàgim desaparegut. Són responsables de totes les reaccions químiques que hi ha en l’ambient, van fer possible l’oxigenació de l’atmosfera fa 2.600 milions d’anys i, per tant, van fer possible la vida tal com la coneixem. Podríem dir que és important estudiar els microorganismes simplement per pur coneixement, però és que esbrinar com poden funcionar també obre moltes altres portes. Conèixer quins organismes hi ha en cada indret permet estudiar en quins processos bioquímics participen i preveure com pot evolucionar l’ecosistema marí. Per exemple, quan hi ha un vessament de petroli són determinats microorganismes els que degraden aquest vessament i fan que el sistema torni a les condicions en què es trobava abans.
Poden ser rellevants a l’hora d’intentar mitigar els efectes del canvi climàtic?
Les algues microscòpiques són les que ajuden a absorbir diòxid de carboni, fent la fotosíntesi i incorporant-lo a la biomassa. Els bacteris, per la seva banda, tenen un paper fonamental en la durada del període temps en què aquest carboni es manté a l’oceà i, per tant, fora de l’atmosfera. També participen en altres processos, com ara el cicle del sofre, que intervé en la formació de núvols. I segurament també són essencials en molts altres cicles que encara no coneixem.
En qualsevol cas, suposo que no ens hem d’espantar quan sentim parlar de 12.000 tipus de bacteris a les aigües on ens banyem a l’estiu...
No, en absolut! Estem veient la importància dels microorganismes a conseqüència de la pandèmia, però hem de tenir en compte que la immensa majoria d’aquests bacteris no són patògens, en realitat el percentatge de microorganismes patògens arreu del món es baixíssim, afortunadament.
Parlem de distribució geogràfica de la biodiversitat dels bacteris marins: s’ha vist que hi ha més espècies en una banda del Mediterrani que a l’altra?
Sí, cap a l’est podríem dir que el Mediterrani es va desertitzant. En canvi, és un mar molt més productiu i ric en nutrients cap a l’oest. És com si compares un bosc (el Mediterrani occidental) amb un desert (el Mediterrani oriental). A mesura que el mar es va empobrint hi ha menys microorganismes i són menys diversos. També es guanya en diversitat a mesura que augmenta la fondària. Les grans profunditats encara es desconeixen força, però això ja s’està veient. Hem de pensar que allà no hi arriba la llum del sol. Els rajos solar es calcula que arriben més o menys a uns 200 metres de fondària. Després hi ha una zona de penombra i tot seguit ja no hi ha res de llum, sinó obscuritat total. En aquells indrets on no hi ha llum no hi pot haver organismes que facin fotosíntesi, evidentment. Per tant, no es genera matèria i tots els organismes que viuen allà depenen en alguna mesura de tot el que s’ha produït a la capa il·luminada. Aquesta matèria baixa cap al fons com una pluja de partícules. Creiem que la diversitat del fons marí és tan important perquè allà els organismes busquen mecanismes alternatius o estratègies diferents per poder sobreviure en un mitjà tan hostil. En teoria això afavoreix la diversificació, però és un entorn que encara no es coneix gaire bé.
Com afecta aquests microoorganismes l’alteració que fem els humans del medi?
De fet, alguns d’ells poden ajudar a combatre el problema de la contaminació i el canvi climàtic. S’està veient que cada cop hi ha més bacteris que tenen gens que els permeten degradar plàstics a l’oceà. Un dels avantatges que tenen els microorganisme és que muten molt ràpidament, evolucionen amb molta més rapidesa en comparació amb organismes més complexos. D’alguna manera, poden passar-se gens els uns als altres. Capten gens i per això van mutant, i alguns d’aquests gens els permeten sobreviure millor. I veiem que n’hi ha amb aquests gens que poden ajudar a degradar els plàstics. Al nostre institut s’estan fent estudis en relació amb aquest tema i també amb bacteris que poden degradar substàncies com el mercuri i altres contaminants. Per això hi veiem un gran potencial biotecnològic.
En quin sentit? Aprofitar-los com a recurs?
Ara mateix s’està parlant molt de ciència aplicada però hem de tenir clar que la ciència bàsica és fonamental. Per exemple, en el cas de les PCR que tots ja coneixem perquè en sentim a parlar cada dia. Resulta que les PCR són possibles perquè en els anys seixanta un científic, Thomas D. Brock, va decidir estudiar les aigües termals al parc de Yellowstone, als Estats Units. Hi va trobar un bacteri que pot viure en unes temperatures molt altes. Aquest bacteri té un enzim que és com una mena de fotocopiadora de fragments d’ADN, que en definitiva és com funciona la PCR. Doncs bé, el científic que va anar a Yellowstone a investigar què hi havia en aquelles aigües termals no sabia que al final la seva investigació serviria per poder desenvolupar la tècnica que fes possible les PCR. Conèixer quins organismes existeixen, quin gens tenen i quin és el seu potencial metabòlic obre un camp infinit de possibilitats.
Alguns exemples?
Des de l’Institut s’ha demanat un projecte per estudiar bacteris que s’han trobat a l’oceà profund i que tenen el seu propi sistema CRISPR [una mena de tisores biològiques que permeten copiar i editar trossos d’ADN]. Es vol investigar si aquests sistemes són més eficients que els que ja es coneixen. Investigar els microorganisme és una font inesgotable de coneixement. Altres companyes estan investigant la producció de polímers a través de bacteris, o la producció d’àcids omega-3. És qüestió de mirar quins gens tenen aquests microorganismes i com es poden utilitzar per millorar aplicacions que ja coneixem o per descobrir-ne de noves. És un camp de recerca immens.
Quines noves investigacions es podran fer a partir d’aquest catàleg?
El que hem fet ha estat una mena de llista, d’inventari, amb els diferents organismes i la seva taxonomia, l’espècie a la qual pertanyen. Ara que tenim mostres genètiques de tots aquests microorganismes estem investigant quina és la seva funció en el medi, què fan exactament. El que hem fet fins ara ha estat mirar la biodiversitat que existeix i com canvia tant per la profunditat com per les barreres biogeogràfiques. Al Mediterrani hi ha unes barreres físiques que són l’estret de Gibraltar i l’estret de Sicília, que impedeixen que es barregin les aigües profundes, i això fa que hi hagi una mena d’illes on han anat evolucionant espècies molt diferents a la conca oest i a la conca est.
Per tant, hi ha tot un món per descobrir, no?
Sí, fins fa poc, amb la nostra visió antropocèntrica, se’ns parlava dels cinc regnes de la vida [animal, vegetal, fongs, protocists i moneres]. Ara la classificació és entre els organismes formats per cèl·lules que tenen un nucli, i els formats per cèl·lules que no en tenen. Dins dels organismes amb cèl·lules que tenen nucli hi ha tant els humans, com les plantes, els mosquits... i una pila d’éssers i organismes microscòpics. Les altres dues branques de la vida són els bacteris i els arqueus, que són cèl·lules sense nucli. Són molt diverses, són més diferents entre elles que un mosquit i un humà. Tota aquesta biodiversitat tot just es va començar a estudiar en els anys noranta. El 2006 hi va haver un gran salt gràcies a les noves tècniques i ara tornem a tenir nous avenços, amb més resolució per conèixer el seu ADN.
Per acabar, com es poden fomentar les vocacions científiques, sobretot entre les nenes?
No han de faltar les xerrades a les escoles i els instituts, això és molt important. Però per anar un pas més enllà, també crec que molts científics no comuniquem prou bé els nostres coneixements al públic en general. Potser caldria invertir a formar divulgadors. Tots anem posant el nostre granet de sorra, però no existeix una bona política de divulgació científica. Pel que fa a la mainada, crec que els nens i les nenes, en general, creixen curiosos, i la ciència és molt divertida, hi passen moltes coses. Si es fa una mica d’esforç per promoure-la no hi hauria d’haver cap problema. Des del punt de vista de la dona, en la ciència, com en molts altres àmbits, hi ha un sostre de vidre. També passa que la recerca científica requereix moltes hores perquè sigui productiva i si per exemple vols tenir família, la situació es complica. En tots els àmbits laborals la conciliació és difícil però en ciència potser més, perquè no hi ha horaris.
EL MAR COM A LABORATORI NATURAL
L’estudi liderat pel l’Institut de Ciències del Mar ha estat publicat recentment a la revista especialitzada Limnology and Oceanography, i revela que el nombre d’espècies microbianes és menor a la part més oriental de la Mediterrània a causa del descens de la productivitat des de l’oest cap a l’est. La Mediterrània està separada de l’oceà Atlàntic per l’estret de Gibraltar, si bé aquesta no és l’única barrera geogràfica que fa que aquest mar sigui únic. Hi ha també l’estret de Sicília, que separa la Mediterrània en dues conques, la de l’oest i la de l’est, que presenten cadascuna condicions ambientals diferents. Aquesta separació tan marcada per la presència d’estrets i la productivitat decreixent cap a l’est fa que aquest mar constitueixi un laboratori natural excepcional per estudiar la distribució dels microorganismes marins.
FUTURES CIENTÍFIQUES
Durant la seva carrera professional, Marta Sebastián ha passat d’un bagatge oceanogràfic pur a l’especialització en microbis a escala unicel·lular. Es va llicenciar en ciències del mar a la Universitat de Cadis el 1996 i va fer el doctorat a la Universitat de Màlaga. Després de passar quatre anys becada a la Universitat Rutgers de New Brunswick, als Estats Units, el 2009 es va incorporar a l’Institut de Ciències del Mar com a investigadora postdoctoral. El 2010 va participar en l’expedició Malaspina del ministeri espanyol de Ciència i Innovació, un projecte per estudiar els oceans i la seva biodiversitat. Participant en xerrades en escoles i instituts ha comprovat que les nenes estan “supermotivades”. “Moltes tenen clar que volen ser científiques, sobretot quan els explico que vaig en vaixell i que he anat a l’Antàrtida”, afirma.
Escriure un comentari
Identificar-me.
Si ja sou usuari subscriptor, us heu d'identificar.
Vull ser usuari subscriptor.
Per escriure un comentari cal ser usuari subscriptor.
Nota: Per aportar comentaris al web és indispensable ser usuari verificat i acceptar les Normes de Participació.