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Colombia, laboratorio del mundo para entender la vida

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Volcán de agua en el Parque Nacional Natural Los Nevados. Crédito: IAC sede eje cafetero

Once de la mañana, día de neblina, el viento zumba suavemente a través de los frailejones que acompañan el ascenso hasta los casi 4 mil metros sobre el nivel del mar. Llega un grupo del Servicio Geológico Colombiano (SGC) y el investigador Carlos Arturo Granada Torres a una de las 14 fuentes termales que hay en el Parque Nacional Natural Los Nevados, Aguas Calientes.  Bufandas, chalecos y chaquetas acompañan la temperatura cercana a los 5 grados centígrados, pero Granada Torres utiliza unos guantes que lo deberán proteger del agua hirviendo, frío por fuera y muy caliente por dentro. Se acerca al agua termal azufrada, brota vapor el cual golpea su rostro y choca contra las piedras, de éstas toma una muestra, se ve un polvillo entre blanco y verde y lo deposita en un tubo de ensayo que deberá mantener vivos unos pequeños seres hasta su laboratorio en la Universidad de Manizales. Son conocidos como organismos extremófilos y tienen en su interior la respuesta de cómo puede la vida sobrevivir a ambientes de altas temperaturas, ácidos, alcalinos, con poco oxígeno o sin luz solar, en donde el ser humano moriría rápidamente.

Colombia, gracias a Granada Torres, al Instituto de Astrobiología de Colombia (IAC), la Universidad de Manizales y muchos otros investigadores, lidera en América Latina el estudio de organismos extremófilos, el cual hace parte de la astrobiología, disciplina que tiene como meta entender cómo empezó la vida en el planeta, la forma en la que se distribuyó (en reinos, especies, etc) al pasar los años y finalmente entender cuál podría ser el futuro de la misma en la Tierra y en otros lugares del universo, explicó Daniel Bacheldor, Ph.D en astrofísica y Director del Departamento de Ciencias y Física del Instituto Tecnológico de Florida (FIT por sus siglas en inglés)

Al lente del microscopio otros mundos aparecen. Microorganismos que viven en los poros de las rocas en el frío Ártico, soportan temperaturas de casi 65 grados centígrados bajo cero, vientos de más de 160 kilómetros por hora, hacen su metabolismo sólo cada seis meses durante el verano para luego “esconderse” en las piedras hasta la próxima estación; o pequeños seres que viven sin problema en aguas termales, en medios azufrados y con alta radiación solar, otros sobreviven en el fondo de los océanos, sitios como las Fosas Marianas en donde las presiones son altísimas, unas mil veces más que las de la superficie terrestre; en entornos en los que no hay oxígeno o realizan sus metabolismos con sustancias venenosas para el ser humano como sulfuros, con ese tipo de seres compartimos el planeta y seguramente seguirán acá si en un punto dado nuestra especie llega a extinguirse.

“La gran respuesta que he encontrado es que la vida se adapta y se sigue adaptando bajo las condiciones más increíbles, he hallado formas de vida que nadie hubiera imaginado que pudieran existir”, dice Armando Azua-Bustos, investigador del Blue Marble Space Institute of Science en Seattle, Estados Unidos. Lleva varias décadas estudiando los microorganismos xerófilos, es decir, que viven sin agua o muy poca en el desierto de Atacama en Chile (el más seco del mundo), así que Azua-Bustos se pregunta continuamente por la relación entre el agua y la vida; esto sin contar con las posibilidades biotecnológicas de este tipo de organismos; si se logra aislar la proteína, enzima o gen que les da esta capacidad, imagine tener un cultivo de piña, mazorca o maíz que no deba regarlo cada diez días sino una vez al mes.

Por su parte Carlos Arturo Granada Torres, Ph.D(c) de la Universidad de Almería, docente e investigador de la Universidad de Manizales, estudia en el Parque Nacional Natural Los Nevados una microalga que no solo sobrevive a las altas temperaturas de las aguas termales asociadas a la actividad volcánica sino que se encuentra dentro de las rocas, allí hace fotosíntesis y puede fermentar más de 50 tipos de azúcares, algo así como el Rolls Royce de los extremófilos en esta parte del mundo, que según sus pesquisas puede tener aplicaciones ambientales, agroindustriales y farmacéuticas. 


 Micrografía de un fresco observado al microscopio procedente de una muestra obtenida de la fuente termal Hotel Termales, en el que se encuentran Diatomeas y algunas Cianobacterias.Crédito: Carlos Arturo Granada Torres.

Las posibilidades de estos seres son increíbles, por ejemplo, la Polimerasa Taq, una enzima encontrada en la bacteria Thermus acuaticus, es fundamental para muchos procesos de diagnóstico de enfermedades infecciosas, genéticas e incluso de algunos tipos de cáncer. Y hoy por hoy se están investigando enzimas aún más versátiles que pueden hacer mucho más rápido, confiable y seguro este tipo de análisis, ambas se encontraron en aguas termales como las que hay en el país.  

Colombia extrema

Siempre se ha hablado de la gran biodiversidad de este país pero con la astrobiología, Colombia llega a otro nivel. “Penny Boston, la directora del Instituto de Astrobiología de la Nasa dijo que Colombia es el único país de América Latina que va en punta de lanza en esta temática, se nota la fortaleza investigativa”, explicó Jorge Enrique Bueno Prieto, director del IAC. Además afirmó que actualmente adelantan un catálogo de ambientes extremos de todo el país de manera independiente, “nos falta apoyo y recursos”.

Aparte del Nevado del Ruíz, está el desierto de La Tatacoa, la Sierra Nevada de Santa Marta, el Nevado del Cocuy, la cueva de los Guácharos (Antioquia), Caño Cristales, las minas de sal de La Guajira, entre muchos otros. En cada uno de estos sitios hay una especie de legión de seres extraordinarios esperando para que los investigadores los encuentren y estudien. Estas zonas son apetecidas por científicos de todo el mundo, no solo por los microorganismos extremófilos que allí viven sino por contar con condiciones parecidas a las de Marte, buscan convertirlas en análogos marcianos.

“En América Latina y en Colombia puntualmente hay ambientes parecidos a las superficies de Marte, entonces si queremos practicar vivir allá, estos son muy buenos lugares”, dice Bacheldor.

El aporte de Colombia a la astrobiología sirve para comprender cuáles son las propiedades químicas que debe tener la vida y si en otros lugares del universo se encuentran. “Dentro de ese contexto hay que entender cuáles son las condiciones necesarias. Por ejemplo uno pensaría que en un sitio en donde no hay agua líquida y el PH es 0 no puede haber vida, pero si miras en tu estómago, en donde están esas condiciones, allí hay bacterias que sobreviven sin problema. Tenemos que entender esa adaptabilidad, y comprender en dónde se puede dar”, dijo Juan Pérez Mercader, Ph.D en física teórica y profesor de la Universidad de Harvard.

Paisajes marcianos

Uno de las conclusiones de la tercera versión del Congreso Internacional de Astrobiología, que se llevó a cabo del 18 al 22 de octubre pasado en la capital de Caldas, con el apoyo de la Universidad de Manizales, NAI (Instituto de Astrobiología de la Nasa), Colciencias, IAC y otras entidades y al que asistieron más de 600 personas entre invitados nacionales e internacionales, es que el Parque Nacional Natural de Los Nevados (PNNN) se perfila en todo el mundo como un importante análogo marciano en la Tierra.

“Marte también tuvo en su momento una actividad sísmica, volcánica y tectónica muy representativa y muy marcada, si encontramos fuentes termales (al igual que en la Tierra) es posible encontrar vestigios de vida microbiana como la hay aquí”, afirma Granada Torres.

En el PNNN hay zonas como el Valle de las Tumbas en el Nevado del Ruíz, un paraje con bajas temperaturas y un ligero color rosa-anaranjado en el suelo y en algunas rocas, al parecer por la presencia de óxidos de hierro, similar a Marte; las 14 fuentes termales (algunas asociadas a la actividad volcánica) en las que se encuentran muchos tipos de microorganismos extremófilos; o en la zona de nieves perpétuas y glaciar también hay vida a esas temperaturas, eso sin contar con unas bacterias muy interesantes, las Arqueobacterias, uno de los seres vivos más antiguos y resistentes, además de las Cianobacterias, las cuales tuvieron a su cargo la bobadita de desarrollar la fotosíntesis y en general la forma de tomar dióxido de carbono (CO2) y entregar oxígeno (O2) a nuestra atmósfera hace millones de años. Cuando las plantas superiores fueron, estos seres habían ido y venido 3 veces.

Una de las situaciones que tiene maravillados a los científicos está en el Nevado del Ruíz, desde el 2010 está en alerta amarilla por presentar actividad sísmica, emisión de ceniza y tremores volcánicos, lo que ha aumentado el deshielo generado por el cambio climático y una modificación súbita del medio “podemos encontrar sistemas que están en transición, que se están adaptando y deben hacerlo muy rápido para poder asegurar la supervivencia de la especie”, confirma Granada Torres. Igualmente cuenta que los metabolismos de los microorganismos que viven allí están trabajando al 100 por ciento, lo que los hace muy interesantes, los científicos están viendo cambios moleculares en vivo y en directo, la adaptación de la vida al subir la montaña.


Meseta del Nevado del Ruíz. Crédito: IAC sede eje cafetero

Y lo de vida en otros planetas, ¿para cuándo?

Hace 30 años se pensaba que la vida se había desarrollado gracias a la presencia de agua en el planeta, “donde hay agua hay vida”, dice un refrán popular pero hasta el momento no se ha cumplido. Diferentes misiones que han estudiado las lunas Ganímedes, Europa y Calisto en Júpiter; Encélado y Titán en Saturno, incluso en Marte han encontrado vestigios de agua congelada e incluso líquida pero aún sin señal alguna de vida. Así que faltaban algunos materiales para que la receta estuviera completa, la materia orgánica (que está en todo el universo).

“Nadie esperaría que pudiera haber materia orgánica compleja en el universo, materia de la que estamos hechos todos los organismos vivos. Materia que necesitamos para funcionar, mi investigación empezó hace más de 30 años y encontramos por accidente que las estrellas muy viejas fabrican materiales orgánicos complejos en cortos periodos de tiempo (unos cuantos miles de años)”, explica Sun Kwowk, presidente de la Unión Internacional de Astronomía (IAU por sus siglas en inglés). 

Por su parte para Daniel Bacheldor, la vida aparte de agua líquida necesita una fuente de energía (como el sol) y un campo magnético que funcione como escudo contra la radiación solar y de la galaxia.

“En un planeta como Marte no hay ese campo magnético y por tal motivo la atmósfera ha sido llevada por el viento solar, las partículas radioactivas que vienen del sol entran sin filtro y por eso no hemos visto vida compleja en la superficie. Eso es lo que sabemos acerca de qué debería tener un planeta habitable”, afirma el científico británico.

Al parecer no solo el agua fue necesaria para que en la Tierra hubiera vida; somos hijos de las estrellas, cometas y asteroides que trajeron esta materia orgánica que nació de estrellas viejas y que está por todo el universo,  “pensamos que debe haber una conexión entre esa materia orgánica y la vida en la Tierra”, dice Kwowk.

MIles de científicos se preguntan constantemente por la vida en la Tierra y en las cerca de 200 mil millones de estrellas de la Vía Láctea, sus planetas y lunas, por eso entender la vida aquí y el papel de Colombia y su diversidad de ambientes extremos para estudiar su desarrollo se vuelve tan importante, “tenemos que entender mejor cómo los compuestos que existían en el universo se asociaron entre ellos para generar los primeros seres vivos (Arqueobacterias y virus) hace miles de millones de años”, afirma Pérez Mercader, no solo para confirmar o no si hay vida en otros planetas sino para mejorar la nuestra. Bacterias que pueden metabolizar el plástico, desintegrar las manchas de petróleo de los océanos, que tienen aplicaciones para desarrollar nuevos fármacos o mejorar la agroindustria; Colombia tiene la materia prima y los científicos para desarrollarlo, pero como es común en el país, estamos sentados encima de la mina pero aún no nos hemos dado cuenta.

*Docente de la Escuela de Comunicación Social y Periodismo de la  Universidad de Manizales. Twitter: @carlos_a_urre



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