Los microbios del desierto sienten ya el cambio climático

Fantástico artículo de Manuel Ansede en "Materia". Manuel Ansede es veterinario y periodista. Especializado en ciencia y medio ambiente.


Imagine un coro que lleva siglos cantando a la perfección y de repente despiden al 40% de sus miembros y los sustituyen por seres de otra especie. Y ahora imagine que la vida en el planeta depende de cómo suene ese coro. Pues el microbiólogo español Ferran García Pichel ha descubierto que ese coro existe, aunque su existencia no es obvia: es un coro microscópico.

En los últimos cinco años, García Pichel y su equipo han viajado en todoterreno por los desiertos de EEUU, desde Oregón a Nuevo México, llenando el maletero de “costras de suelo”, una especie de galletas formadas por bacterias, líquenes y musgos. Estas costras de suelo, que pueden parecer ajenas para los lectores, en realidad están por todas partes en las zonas áridas, esas que ocupan el 40% de los ecosistemas terrestres del planeta.
García Pichel, microbiólogo de la Universidad del Estado de Arizona (EEUU), y sus colegas han descubierto que en esas costras de suelo mandan dos especies de bacterias, Microcoleus vaginatus y la más desconocida Microcoleus steenstrupit. La primera domina en los desiertos más fríos, mientras que la segunda lleva la batuta en los desiertos del sur de EEUU, más calurosos. “Estas bacterias suponen hasta el 40% de todos los microbios de la corteza del suelo. Y en cada una de estas galletas hay miles de especies de microorganismos diferentes”, explica García Pichel.

Efectos impredecibles

Los autores del estudio, que ocupa hoy la portada de la revista Science, advierten de que el cambio climático puede descuajaringar este coro de bacterias. Si las temperaturas suben como está previsto en el suroeste de EEUU, hasta un grado por década, los científicos creen que la bacteria más aficionada al calor sustituirá “por completo” a su prima friolera en unos 50 años.

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García Pichel, con sombrero, toma muestras en un desierto cercano a Moab (Utah, EEUU) / ASU

Y no es un cambio menor. Estas dos bacterias convierten la luz del Sol en energía y alimento para el resto de microorganismos del suelo. Su actividad es crucial para la existencia de estas costras de suelo que, pese a su miserable aspecto comparado con un cactus o un coyote, son fundamentales en las zonas áridas, al proteger al suelo de la erosión y al contribuir a la fertilidad de la tierra al fijar carbono y nitrógeno de la atmósfera.
La situación, creen los autores, es extrapolable al resto de zonas áridas del planeta, desde el Altiplano andino hasta el desierto de Almería, en España.
“Decimos que una bacteria puede sustituir a otra en 50 años, pero esta predicción no es necesariamente mala. No sabemos casi nada de la bacteria Microcoleus steenstrupit. El cambio puede ser a mejor. Simplemente, no lo sabemos”, resume García Pichel. El microbiólogo, que investiga fuera de España desde 1986, sólo puede especular por el momento. En función de cómo la omnipresente bacteria amante del calor fije los nutrientes de su alrededor, “puede crear ecosistemas con menos biodiversidad, o todo lo contrario”.

«Ya no podemos ignorar a los microbios cuando estudiamos los efectos del cambio climático»

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Ferran García Pichel
Microbiólogo

“Nuestra principal conclusión es que ya no podemos ignorar a los microbios cuando estudiamos los efectos del cambio climático”, resume García Pichel, que ha colaborado con las biólogas Pilar Mateo y Virginia Loza, de la Universidad Autónoma de Madrid.
El microbiólogo Ricardo Amils, investigador del Centro de Astrobiología y ajeno a este estudio, también señala “la ausencia de investigación sobre los efectos del cambio climático en los microbios”, aunque recuerda un trabajo reciente que alertó de los efectos del cambio global en los microorganismos de alta montaña en los Pirineos, a unos 2.500 metros de altitud. En este caso, las transformaciones se produjeron no tanto por la temperatura como por una mayor llegada de polvo del Sáhara, que aumentó la cantidad de fósforo depositado en los lagos y modificó la vida en estos ecosistemas.

Noticia relacionada:

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REFERENCIA
'Temperature Drives the Continental-Scale Distribution of Key Microbes in Topsoil Communities' DOI: 10.1126/science.1236404

Invertir en excelencia no es la panacea: es mejor invertir en diversidad. Ahí queda eso.

 Bravo. Ya era hora de que alguien hiciese este trabajo. Ya está bien de "científicos de élite". ¿No les llega con los deportistas de élite para ver la cantidad de monstruos que genera la supercompetición?

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0065263



Agencies that fund scientific research must choose: is it more effective to give large grants to a few elite researchers, or small grants to many researchers? Large grants would be more effective only if scientific impact increases as an accelerating function of grant size. Here, we examine the scientific impact of individual university-based researchers in three disciplines funded by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC). We considered four indices of scientific impact: numbers of articles published, numbers of citations to those articles, the most cited article, and the number of highly cited articles, each measured over a four-year period. We related these to the amount of NSERC funding received. Impact is positively, but only weakly, related to funding. Researchers who received additional funds from a second federal granting council, the Canadian Institutes for Health Research, were not more productive than those who received only NSERC funding. Impact was generally a decelerating function of funding. Impact per dollar was therefore lower for large grant-holders. This is inconsistent with the hypothesis that larger grants lead to larger discoveries. Further, the impact of researchers who received increases in funding did not predictably increase. We conclude that scientific impact (as reflected by publications) is only weakly limited by funding. We suggest that funding strategies that target diversity, rather than “excellence”, are likely to prove to be more productive.

Citation: Fortin J-M, Currie DJ (2013) Big Science vs. Little Science: How Scientific Impact Scales with Funding. PLoS ONE 8(6): e65263. doi:10.1371/journal.pone.0065263
Editor: Vincent Larivière, Université de Montréal, Canada
Received: February 12, 2013; Accepted: April 23, 2013; Published: June 19, 2013
Copyright: © 2013 Fortin, Currie. This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.
Funding: This study was funded by an Undergraduate Research Opportunity Program grant, and a work-study grant at the University of Ottawa to JMF, and a (mid-sized) grant from NSERC to DJC. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript.
Competing interests: The authors have declared that no competing interests exist.

Las bacterias oceánicas viven mejor con genomas más simples

El genoma de las bacterias que habitan la capa superficial del mar hasta los 200 metros de profundidad es más sencillo que el de aquellas cultivables en laboratorio, según se desprende de una investigación en la que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). El artículo, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), revela que las cadenas de ADN de los genomas más representativos del océano presentan menos duplicidad de genes, menos genes no codificantes y menor contenido de las bases nitrogenadas guanina y citosina.
Mientras que las especies cultivables de bacterioplancton marino presentan un 48,5% de bases guanina y citosina en su genoma, el de las analizadas por la investigación sólo alcanza el 37,9% de ellas. Del mismo modo, los genomas cultivados suelen ser hasta el doble de grandes que los de las bacterias de vida libre analizadas por la investigación.
Según el artículo, “esta simplificación genética podría deberse a un mecanismo primario para adaptarse a las condiciones oceánicas de escasos nutrientes”. La investigadora en el Instituto de Ciencias del Mar del CSIC Silvia Acinas explica: “La simplificación del genoma supone un ahorro de energía que puede ser reinvertida en otros procesos esenciales de la célula como la nutrición”.
Dado que sólo apenas el 1% de las bacterias del mar son capaces de crecer en un laboratorio, la investigadora del CSIC considera que “la visión genómica y funcional de las bacterias marinas existente hasta la fecha estaba totalmente sesgada debido a que la información previa acumulada sólo se desprendía de las especies aisladas en cultivo”. Este problema ha podido ser resuelto gracias al uso de nuevas técnicas de separación de células a nivel individual a partir de muestras ambientales y de secuenciación masiva.
Acinas considera “sorprendente cómo los genomas bacterianos han reducido sus tamaños y se han especializado metabólicamente de formas muy diversas a las condiciones que podrían ser adversas para el crecimiento de los microrganismos en el océano”. Este proceso ha dado lugar a una menor versatilidad metabólica a cambio de una mayor especialización funcional. Se observa, por ejemplo, que dichos organismos presentan menor flexibilidad fisiológica frente a una mayor especialización en el uso de recursos.
El hogar de cada bacteria
Dado que el océano es un ecosistema sin barreras, Acinas explica: “Hasta ahora se había pensado que las bacterias marinas no presentaban patrones biogeográficos porque pueden dispersarse globalmente”. No obstante, este estudio, basado en la información completa del genoma de la bacteria, se suma a resultados previamente publicados y confirma que las bacterias de la superficie oceánica sí están sujetas a un determinado patrón de distribución.
De las muestras analizadas extraídas de aguas del Golfo de Maine, el Mar Mediterráneo y de giros subtropicales del Pacífico Norte, el Pacífico Sur y el Océano Atlántico, se desprende que su presencia en una u otra región está determinada fundamentalmente por la temperatura y la latitud. Este fenómeno pone de manifiesto que dichos organismos están sujetos a una adaptación local en función de las condiciones medioambientales.
Las bacterias marinas tienen una función primordial en los ciclos biogeoquímicos del océano y son la base piramidal de la cadena trófica. Por ello, Acinas considera que “para tener un conocimiento real del papel que realizan en su ambiente es imprescindible conocer la secuencia de su genoma”.
Esta investigación internacional ha contado, además, con la colaboración de otros dos investigadores españoles, José González y Manuel Martínez García, pertenecientes a la Universidad de la Laguna y a la Universidad de Alicante respectivamente.

• Brandon K. Swana et al. Prevalent genome streamlining and latitudinal divergence of planktonic bacteria in the surface ocean. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.1304246110

¿Retrovirus? ¿Un bacteriófago?

La tabla periódica según sus aplicaciones

Como vemos a los demás dependiendo de nuestra posición en la vida académica

¿Son buenos los probióticos mientras se está bajo tratamiento antibiótico?

La tesis doctoral de este zagal concluye que tomar probióticos mientras se está bajo tratamiento de antibióticos puede favorecer la aparición de bacterias resistentes a los antimicrobianos. La alternativa, según su trabajo, sería tomar un inhibidor del sistema inmune al mismo tiempo que el tratamiento antibiótico. Os dejo aquí la noticia

http://www.nvh.no/en/Home/News/News-stories/How-antibiotic-treatments-impact-on-the-development-of-resistant-bacteria/

How antibiotic treatments impact on the development of resistant bacteria

Leon Cantas' doctoral research shows that the immune response of the host to a bacterial infection may have a significant effect on the development of bacteria's resistance to antibiotics.

A well-balanced immune system in the gut and the correct choice and dosage of antibiotics can reduce the spread of resistance to antibiotics amongst gut microbiota.
Picture: Synchronized delivery and immediate separation of the piglets from the sows to avoid colostrum intake (Photo by Leon Cantas, 2013)
An increasing resistance to antibiotics, which are in daily use for the treatment of infections in both humans and animals, is well documented. Many bacteria have become resistant to several types of antibiotics and there are hardly any new antibiotics available to combat multiresistant bacteria of this kind. It is important to make sure that antibiotics continue to be an effective treatment for the generations to come, but incorrect and excessive use of antibiotics can increase the occurrence of resistant microorganisms.
Cantas used zebra fish, Atlantic salmon and pigs as models to study the immune system's role in the development of resistance to antibiotics. He discovered that immune response was a key factor. The use of probiotics (immune-stimulating bacteria) during treatment increased the development of resistance in the gut microbiota, whereas treatment with immune-inhibiting medicines such as steroids or NSAID (Non-steroidal Anti-Inflammatory Drugs) lowered the development of resistance.

A well-balanced immune system in the gut appears to reduce the transmission of resistance to antibiotics between gut microbiota, but this balance may be affected by intestinal infections, sudden changes in diet or stress. Controlling so-called production stress (especially in intensive, livestock industries), improving routine procedures in order to ensure good animal health and increasing the focus on animal welfare are all factors that will help to promote an optimal immune response in the gut to harmful bacteria.
The use of probiotics is thought to be advantageous in combating infections, but can – due to their stimulation of the immune system – paradoxically increase the development of resistance to antibiotics in the animal's normal gut bacteria. In contrast, the use of medicines which inhibit the immune system, combined with a restrictive choice of antibiotics, can lead to a reduction in the spreading of antimicrobial drug resistance.
By following up and developing the results of this doctoral project through further research, we will learn more about the effect of medicines used by doctors and veterinary surgeons to combat infections and this will help to ensure that effective antibiotics will still be available in the future.
DVM Leon Cantas defended his doctoral research on 6^th June with a thesis entitled “Development of antimicrobial drug resistance - impact of the bacterial infection treatment”.
Cantas carried out his research at the Department of Food Safety and Infection Biology (MatInf), the Department of Production Animal Clinical Sciences (ProdMed) and the Department of Basic Sciences and Aquatic Medicine (BasAM) at the Norwegian School of Veterinary Science, in collaboration with the Pasteur Institute in Paris and the Faculty of Medicine at the University of Tromsø.
Biography:Leon Cantas (born 1987) comes originally from Cyprus and has worked as an authorised veterinary surgeon in Norway since 2010. For the last three years, he has held a research fellowship at the Norwegian School of Veterinary Science, studying the antibiotic treatment of bacterial infections in animals. He has published 6 scientific papers in international/national medical and veterinary journals, been responsible for 1 conference proceeding and 1 academic paper at a conference and has given an oral presentation at a conference on the theme of infectious diseases and resistance to antibiotics. Cantas has also acted as a reviewer for several international journals. He carried out a research internship at the Pasteur Institute in Paris from October 2010 to February 2011. He is a member of the EU-COST action network "Detecting antibiotic resistance in Europe" (TD0803 DARE) at the Norwegian School of Veterinary Science.
Cantas has had internships at the ambulatory and stationary clinic at the Norwegian School of Veterinary Science and has worked as a veterinary surgeon at the Norwegian Food Safety Authority, at Trollheimen Animal Clinic and at a combined practice in Lista. He currently works at Grim Torv VeterinærHus and runs MegaVet.no in his capacity as a clinical veterinary in Southern Norway.
Contact information:Leon Cantas
Mobile: +47 406 83 725
Email: leoncantas@gmail.com and leon.cantas@nvh.no
Magnhild Jenssen, Information Officer at NVH
Tel.: +47 77 66 54 01
Mobile: +47 957 94 830
Email: magnhild.jenssen@nvh.no

Los secretos de la simbiosis

John McCutcheon, assistant professor, UM Division of Biological Sciences, 406-243-6071, john.mccutcheon@umontana.edu .

Study of Insect Bacteria Reveals Genetic Secrets of Symbiosis

Jun. 20, 2013

MISSOULA – Mealybugs only eat plant sap, but sap doesn’t contain all the essential amino acids the insects need to survive. Luckily, the bugs have a symbiotic relationship with two species of bacteria – one living inside the other in a situation unique to known biology – to manufacture the nutrients sap doesn’t provide.

The net result: The bacteria get a comfy mealybug home, and the bugs get the nutrition they need to live.
University of Montana microbiologist John McCutcheon describes such mutually beneficial relationships used to solve life’s little problems as “almost hilariously complicated. But animal-bacterial relationships are extremely common in nature, and it’s my goal in life to help people understand that it’s normal.”
McCutcheon and his research partners recently delved deeper into the genes involved in the “tripartite nested mealybug symbiosis,” and their work was published in the June 20 issue of Cell, a prestigious scientific journal. The researchers discovered the already complex three-way symbiosis actually depends on genes from six different organisms – three more than the number of species that currently exist in the symbiosis.         
Tremblaya princeps is the larger of the two bacteria species living within special organs inside mealybugs. Tremblaya houses the smaller bacterial species, Moranella endobia, within its cytoplasm. But what makes Tremblaya truly odd is the size of its genome, or genetic code. With only 120 genes, its genome is the smallest known and smaller than many scientists consider necessary for life. By comparison, common E. coli bacteria have about 4,200 genes and humans have about 21,000.
 “We wanted to discover how this genome got so small,” McCutcheon said. “We suspected Tremblaya’s genome may have gotten smaller by transferring genes to the host animal, which is called horizontal transfer.”
The researchers looked for genes in the mealybug genome that resemble bacteria genes. However, after extensive analysis they only found one weak possibility for horizontal transfer from Tremblaya.
“Our hypothesis that Tremblaya was transferring genes to the host was dead wrong,” said McCutcheon. They did, however, find 22 other bacterial genes mixed in with the mealybug code – genes that seem to support activities missing in Tremblaya, Moranella and the mealybug.
How can this be?
“The genes are probably from historical bacterial infections,” McCutcheon said. “These bacteria are no longer present in the mealybugs we work with, but their horizontally transferred genes are, and these genes allow the symbiosis to work.”
The research team also examined a strain of Tremblaya that doesn’t have Moranella living inside it. This variety employs about 50 more genes than the one containing Moranella, which strongly suggests Moranella plays a key role in allowing the insect-dwelling Tremblaya to operate with such a tiny genome.
McCutcheon said Tremblaya, with its shrinking genome, in many ways resembles organelles called mitochondria – tiny structures found within all plant and animal cells that scientists believe started out as symbiotic bacteria in the early history of life. The mealybug/bacteria relationship he studies may illustrate one pathway bacteria take in becoming essential and highly integrated components of other cells.
“So this research really touches on some fundamental questions of the origin of life,” he said. “It’s exciting to see if we can get some insight into the origin of organelles.”
McCutcheon said this study involved an international cast of 12 collaborators. Filip Husnik, the study’s lead author, is a Czech doctoral student from the University of South Bohemia who worked in McCutcheon’s UM lab. Other team members were from Japan, England, California, Utah and Florida.
The study was funded by a $529,000 grant from the National Science Foundation.
“Our work illustrates how an animal’s interactions with bacteria can drive hidden organismal complexity,” McCutcheon said. “A tree is more than a tree, and an animal is more than an animal. They are really mosaics of plants and animals and bacteria all working together.”

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Note to the media: The cover image of the June 2013 issue of Cell is attached.

mc
CBS
Western Montana, Dailies, Select National
062013bact

La bacteria de la lepra: un organismo en éxtasis evolutivo

 Cráneo de una leprosería medieval de Dinamarca. / Ben Krause-Kyora

La lepra afecta cada año a unas 250.000 personas en todo el mundo, pese a que existen medicamentos efectivos contra ella. En la edad media, en Europa, había zonas donde estaba infectada una de cada tres personas y los leprosos eran marginados por la sociedad e incluso se les obligaba a llevar una campanilla que alertar de su presencia. La enfermedad en el siglo XVI. ¿Por qué? ¿Acaso mutó la bacteria hacia una forma menos dañina? Para conocer la evolución de ese patógeno, un equipo de investigadores alemanes han realizado las secuencias casi completas de Mycobacerium leprae, causante de la lepra, obtenidas de muestras de enfermos actuales así como de cinco esqueletos de leprosos de los siglos X y XIV enterrados en el Reino Unido, Suecia y Dinamarca. Han descubierto que los genomas de las cepas medievales y las actuales son casi iguales (los análisis comparativos muestran solo 800 mutaciones entre los 16 genomas), por lo que apenas ha variado en mil años.
Verena J. Schuenemann, Johannes Krause (ambos de la Universidad de Tübingen) y todo su equipo de arqueólogos y biólogos no solo recuperaron muestras de los esqueletos de leprosos de la edad media, sino que pusieron a punto un método eficaz para aislar el material genético de los viejos huesos humanos (apenas el 0,1% es ADN de Mycobacerium leprae).
Tras su estudio, que han publicado en la revista Science, los investigadores concluyen que el declive de la lepra en Europa desde el siglo XVI no se explica por la evolución del patógeneo hacia forman menos dañinas. Ellos sugieren que o la enfermedad decayó por la mejora de las condiciones de vida de la población o resultó eclipsada por otras infecciones, como la peste y la tuberculosis.

Colonias de tuberculosis

Este es el aspecto de las colonias de la bacteria Mycobacterium tuberculosis. Parecen perlitas pero son bastante secas y duras. De hecho si las intentas pinchar con un palillo muchas veces es como pinchar una miga de gallega.

Foto CDC

Los cloroplastos y Elysia chlorotica

Simbiosis bacteriana, suponiendo que me la teoría endosimbiótica no os sea desconocida, entre cloroplastos y un molusco, Elysia chlorotica. ¿Quién dice ahora que Lynn Margulis estaba equivocada?

¿Bacterias fotosintéticas para la radiación infrarroja?

Un artículo publicado por tres científicos cubanos explora la posible vida fotosintética infrarroja incluso en ausencia total de luz solar. Si se corroboran estos resultados se abrirá una nueva vía para explorar la terraformación de Marte, es decir, convertir el inhóspito planeta rojo en un planeta parecido al nuestro. Hace ocho años cuando J. Thomas Beatty (University of British Columbia) descubrió bacterias del azufre en el entorno de las fuentes hidrotermales observó que éstas bacterias, pese a vivir en las profundidades del Océano Pacífico donde nunca llega el Sol, poseían la maquinaria de la fotosíntesis. Estas bacterias son fotosintéticas, y obtienen el hidrógeno del sulfuro de hidrógeno, en lugar del agua, como hacen las cianobacterias. Como subproducto generan azufre elemental en lugar de oxígeno. A estas bacterias se las conoce por las bacterias púrpuras del azufre y son los organismos fotosintéticos más antiguos de la Tierra.

Si viven donde no llega la luz del Sol ¿Cómo hacen la fotosíntesis? Parece ser que las fuentes hidrotermales, de origen volcánico, producen luz. Rolando Cardenas y sus colaboradores han realizado ahora un modelo matemático que permite saber el éxito de este tipo de bacterias. Estas bacterias no todavía no se pueden cultivar en laboratorio, por lo que para conocer cómo estas bacterias lidian con la escasez de luz sólo se puede hacer con estos modelos partiendo del conocimiento previo de los genes de estas bacterias. De la secuenciación del genoma de estas bacterias sabemos que tienen un aparato molecular para captar luz mayor que las bacterias que viven en la superficie, por lo tanto, si no hay luz solar y la única disponible es la infrarroja que emite la lava incandescente de las fuentes termales... ¿blanco y en botella?. Es ahí donde el modelo matemático de estos científicos cubanos concluye que estas bacterias utilizan los rayos infrarrojos de 1100 nm para realizar la fotosíntesis. Una conclusión sorprendente y un paso más en el conocimiento de la vida en ambientes extremos, lo que nos abre y excita la imaginación cara a la colonización marciana.

Referencia: The potential for photosynthesis in hydrothermal vents: a new avenue for life in the Universe?. Noel Perez, Rolando Cardenas, Osmel Martin, Leiva-Mora Michel. Astrophysics and Space Science. May 2013.

Mortadelo aprende sobre evolución

Terraformar Marte con bacterias

Terraformar Marte con bacterias. En este artículo veremos cómo la ciencia puede elucubrar una fantasía para mayor gloria de unos egos desatados y presentarla como esperanza de la humanidad, reto ineludible y proyecto ilusionante. ¿Qué nos importa a nosotros Marte?. Después de este artículo posiblemente nos decantemos positivamente hacia esta quimera. Como especie somos así: pensamos que la hierba más verde está siempre en el valle de al lado.

La tecnología la tenemos y el conocimiento de las condiciones geoquímicas de Marte también. Entonces podríamos inocular el planeta Marte con bacterias, especialmente bacterias extremófilas capaces de crecer en ambientes difíciles y comenzar (o recomenzar) la vida en el planeta rojo. Este podría ser el mayor y más audaz experimento científico de toda la historia. Para aquellos que buscan la gloria y la trascendencia estas últimas palabras son golosas y apetecibles: ¡Crear toda una biosfera! Ver como se produce la evolución de la vida en un planeta distinto al nuestro, poner las condiciones para una futura colonización humana del planeta, y más allá...

Antes de comenzar con los datos no estaría de más recordar todos esos ejemplos, la mayoría desastrosos, de introducción de especies en nuevos hábitats: conejos en Australia, cangrejos americanos en España, uña de gato sudafricana en las dunas etc. La mayoría de esas experiencias hicieron realidad la fábula del Aprendiz de Brujo, al cual se le escapa de las manos el conjuro y acaba haciendo un desastre.

Hace cuatro mil millones de años la tierra era un erial sin vida. Volcanes por doquier, impactos de asteroides día si y día también, mareas de 300 metros arriba y abajo y una atmósfera sin oxígeno y tóxica. Más o menos el mismo panorama desagradable que reina en el resto de los planetas del sistema solar. Pero de repente y sin que sepamos muy bien como la vida apareció y apareció a lo grande: conquistó todo el planeta y lo cambió para siempre.

Las primeras bacterias eran quimioautótrofas, es decir, sólo necesitaban azufre y hierro para crecer, y de eso había en abundancia. Algunas de estas bacterias desarrollaron un mecanismo en el cual utilizando la energía de la luz solar producían unas reacciones que liberaban oxígeno. El oxígeno mataba a las bacterias que no estaban acostumbradas a este elemento con lo cual les daba una increíble ventaja. Estas bacterias se llaman cianobacterias y están todavía con nosotros, presentes en las películas de verdín, en simbiosis con los hongos en los líquenes, en el agua verde de la charca de los patos etc. Al liberar enormes cantidades de oxígeno las cianobacterias relegaron a sus predecesoras a grietas y lodos en donde el oxígeno era escaso y además causaron la primera era glacial del planeta creando un nuevo panorama en la Tierra: atmósfera rica en oxígeno y una capa de ozono protectora. En este nuevo ambiente las bacterias ensayan distintos tipos de simbiosis entre ellas dando lugar a las primeras células con nucleo, nuestras células y las de las plantas y los hongos. Es lo que se vino a llamar la explosión Cámbrica, un periodo en el que aparecieron prácticamente todos los tipos de bichos y plantas que actualmente conocemos.

La NASA envió al espacio la sonda Kepler en 2009 y desde entonces ha estado explorando el espacio para encontrar planetas similares a la Tierra capaces de tener vida. Hasta ahora ha encontrado a más de 100 candidatos. Una de cada seis estrellas, de media, albergan un planeta con condiciones para desarrollar vida. Y mientras que estas estrellas están a varios años luz de nosotros tenemos la suerte de tener en nuestro sistema solar a Marte, un planeta capaz de albergar vida a tan sólo 225 millones de km.

Pero... ¿Hubo alguna vez vida en Marte?. La mayoría de los esfuerzos de los investigadores para resolver esta pregunta se dirigen a intentar saber si alguna vez hubo agua líquida en Marte, asumiendo que el agua líquida sea una condición imprescindible para el desarrollo de vida, al menos como la conocemos e imaginamos.

En 2008 la misión Phoenix confirmó que existe agua líquida en Marte en el interior del suelo marciano. Otro robot, el Curiosity, recientemente ha demostrado que en el pasado había grandes cantidades de agua líquida en Marte. Ahora bien, si hablamos de pruebas directas de vida en Marte hay que reconocer que no las tenemos, que además la presencia de altas radiaciones de rayos ultravioleta y de compuestos oxidantes no invitan a la presencia de vida, al menos en la superficie marciana. Futuras misiones de robots podrán proporcionarnos nuevas pistas o quizá la confirmación de la vida en el planeta rojo.

Pero ¿Por qué esperara a que los robots hagan todo el trabajo?. Más discretamente aquí en la Tierra los científicos pueden utilizar sus placas petri para simular como sería las condiciones en Marte e intentar hacerlas más similares a las de la tierra empleando microbios. ¿Qué hace falta para convertir a Marte en un planeta con unas condiciones capaces de albergar vida humana?. Esta pregunta ya ha dado lugar a un nuevo término: Ecopoyesis que en griego significaría algo así como “producción de una nueva casa”.

Para volver a la vida a un planeta muerto necesitamos la semilla adecuada y el terreno apropiado. Por lo que conocemos del planeta Marte las únicas criaturas que podrían vivir en semejante infierno serían, como no, las bacterias. ¿Cómo serían esas bacterias pioneras?

¿Candidata para terraformar? La bacteria WN1359 aislada en el permafrost, crecida en el medio TSBYS a 0ºC y atmósfera y presión igual a la terrestre (círculos); atmosfera similar a la marciana y presión como la terrestre (triángulos) y atmósfera y presión como la de Marte (cuadrados).

Estas bacterias pioneras deberían realizar algunas taréas hercúleas como aumentar la presión atmosférica y la temperatura media, fundir hielo para crear charcas de agua líquida, aumentar los gases de efecto invernadero y proporcionar un escudo atmosférico contra la radiación ultravioleta. Y por supuesto tiene que hacer esto en la situación actual marciana. ¿Cuáles serían las características que debiera tener una excelente bacteria pionera? Debieran ser tolerantes al frío y capaces de crecer sobre hielo; capaces de crecer en ausencia de oxígeno; tener fotosíntesis y alta resistencia a los rayos ultravioleta y capacidad para utilizar distintos sustratos para vivir. Casi nada. Actualmente la ciencia tiene varios candidatos terrestres incluídas las cianobacterias.

La cianobacteria Chroococcidiopsis es una habitante de las rocas, altamente resistente a la desecación, hipersalinidad y capaz de vivir entre los fríos y calores más extremos. La bacteria Carnobacterium spp. crece en el permafrost a presiones atmosféricas muy bajas y sin oxígeno. Las arqueobacterias metanogénicas son capaces de crear un efecto invernadero rápido. Muchas de estas bacterias funcionan mejor como miembros de una comunidad con bacterias de distintas especies que aisladas por lo que los biólogos debieran inocular consorcios bacterianos donde unas especies proporcionasen elementos que fuesen necesarios para otras para así partir de ecosistemas bacterianos complejos capaces de proporcionar distintas soluciones metabólicas y energéticas.

Con los datos que nos proporcione la sonda Curiosity en los próximos cinco años se podrán desarrollar nuevos candidatos bacterianos a terraformar Marte. La sonda Curiosity tiene un vida estimada de 14 años así que poco a poco iremos conociendo más y más acerca de la fisicoquímica de la superficie marciana. En 2020 se espera mandar una nueva misión de acompañamiento de la Curiosity.

Mientras tanto aquí en la Tierra la búsqueda de nuevos candidatos continúa. La secuenciación masiva de ADN hace que aumente año a año el número de especies bacterianas y de arqueobacterias extremófilas conocidas. Nuestro conocimiento sobre comunidades de microbios en ambientes extremos está aumentando exponencialmente, ahora tenemos que aprender a manipularos genéticamente igual que hemos hecho con bacterias que son bien conocidas en los laboratorios como la famosa Escherichia coli. De esta manera tendremos en cada bacteria las herramientas genéticas necesarias para sobrevivir las duras condiciones climáticas marcianas. Un próximo paso ineludible será la creación de consorcios microbianos sintéticos, es decir, grupos de bacterias en que las diferentes bacterias contengan todas las herramientas químicas para transformar la superficie de Marte. Las arqueobacterias extremófilas pueden proporcionarnos un comienzo pero posiblemente necesitamos que estas bacterias evolucionen para adaptarse a Marte. Los virus seguramente jugarán un papel importante en las reorganizaciones genéticas necesarias para esa adaptación.

Algunos se preguntarán sobre los aspectos éticos de mandar bacterias terrestres para colonizar Marte. Hay que recordarles que hay científicos que postulan que la vida en nuestro planeta empezó gracias a bacterias que como autoestopistas viajaban en meteoritos que impactaron con nuestro planeta. Quizás algún día un cohete saldrá de nuestro planeta cargado de minúsculos bichitos con la misión de hacer del planeta rojo un lugar habitable y nuestra primera parada en el viaje de la humanidad hacia las estrellas.

Referencias:

Graham, J. (2004). The Biological Terraforming of Mars: Planetary Ecosynthesis as Ecological Succession on a Global Scale Astrobiology, 4 (2), 168-195.

Friedmann EI, & Ocampo-Friedmann R (1995). A primitive cyanobacterium as pioneer microorganism for terraforming Mars. Advances in space research : the official journal of the Committee on Space Research (COSPAR), 15 (3), 243-6.

Nicholson WL, Krivushin K, Gilichinsky D, & Schuerger AC (2013). Growth of Carnobacterium spp. from permafrost under low pressure, temperature, and anoxic atmosphere has implications for Earth microbes on Mars. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110 (2), 666-71.

Una E. coli dos millones de veces más grande

Se ha instalado en Birmingham, en la Aston University, un modelo de E. coli aumentada dos millones de veces. Este modelo muestra las estructuras internas de la bacteria sin necesidad de microscopio.

http://www.birminghamsciencecity.co.uk/news/the-worlds-biggest-bacterium-reaches-birmingham/

De beca en beca: el juego de la carrera investigadora

Citan este meme en un trabajo de la Universidad Complutense de Madrid. Diez años después estoy todavía empantanado con la ANECA. ¡Gracias administración española!

Llegan por fin las dosificaciones justas de antibióticos. Ya era hora

Los nuevos envases de antibióticos, que contendrán el número justo de comprimidos para cada tratamiento, se pondrán a la venta en las farmacias este mes, según ha anunciado hoy en el Senado la ministra de Sanidad, Servicios Sociales e Igualdad, Ana Mato.

Durante la interpelación del senador del grupo vasco José María Cazalis sobre cómo prevé el Ministerio de Sanidadcombatir el riesgo de graves epidemias de enfermedades producidas por microorganismos multirresistentes, Mato ha insistido en que el uso «inadecuado» y «abusivo» de losantibióticos «es un serio problema». La ministra ha señalado que, según las estadísticas, cerca de 45 millones de envases se acumulan en los botiquines de los hogares españoles y en los puntos Sigre, más de 3.700 toneladas cada año.

A su juicio, el uso responsable de los medicamentos, es decir ajustarse a la prescripción médica en la duración del tratamiento y también de las dosis, así como no automedicarse, ayudaría a combatir la resistencia de los microorganismos. Por ello, el Gobierno, ha explicado la ministra, ha tomado medidas que afectan a la fabricación de envases, por primera vez, adecuados a la duración de los tratamientos. «Se trataría de que los envases de los medicamentos tengan tantas pastillas como sean necesarias para el tratamiento, ni una más ni una menos, de manera que ni sobren pastillas ni que haya que comprar un segundo envase», ha explicado Mato. Así, ha anunciado que «en este próximo mes» estarán ya a la venta en las farmacias el grupo de antibióticos en los que estará adecuada la duración del tratamiento al numero de pastillas contenidos en los envases, «lo que tradicionalmente se llaman en monodosis», ha dicho.

Mato también ha señalado que el Ministerio ha pedido un esfuerzo a la industria farmacéutica porque «para el cambio de mentalidad, todos tenemos que colaborar». En este sentido, ha subrayado que «el esfuerzo» que ha hecho el Ejecutivo se ha traducido en incentivos para las empresas, que tendrán un reducción del 95 % en las tasas que se deriven de la adecuación de los envases.

El senador Cazalis también ha mostrado su preocupación por el uso de medicamentos por parte del sector ganadero, tras lo que Mato ha indicado que se están actualizando las autorizaciones de comercialización de los medicamentos veterinarios ya registrados en España y que incorporan la recomendaciones de usos de la UE. Consisten, ha dicho la ministra, en una serie de advertencias en la ficha técnica y los prospectos dirigidos a los propietarios del ganado y a los veterinarios. En esta línea «los nuevos medicamentos que se vayan registrando ya contendrán estas advertencias en el momento de su autorización». «Tenga la seguridad que estamos actuando a todos los niveles para que la salud de la ganadería esté garantizada», ha destacado Mato al senador.

Bacterias en el hielo de restaurantes ingleses: Un asco

El hielo de seis de cada diez restaurantes de Reino Unido --entre los que se encuentranMcDonalds, KFC o Starbucks-- tiene más bacterias que el agua del inodoro, según una investigación publicada por el diario sensacionalista Daily Mail. Las empresas implicadas han anunciado que revisarán sus procedimientos de limpieza, así como la formación impartida al personal.

En concreto, las pruebas realizadas han demostrado que el hielo utilizado en restaurantes deMcDonalds, Burger King, KFC, Starbucks, Café Rouge, Nando o Pizza Hut --algunos de los 10 restaurantes analizados--, tenía más bacterias que las muestras de agua tomada de los inodoros de los centros. Los científicos achacan estos resultados al hecho de que se limpien más los baños que las máquinas de hielo.

No obstante, los resultados de las muestras no suponen "un peligro inmediato" para la salud, aunque cuatro de ellas contienen "suficientes microbios" para ser consideradas "un riesgo higiénico", según un laboratorio acreditado por el Gobierno británico. El mismo laboratorio precisa que las muestras analizadas revelan "falta de higiene".

Tras darse a conocer los resultados de los estudios --que se realizaron en el condado de Hampshire, en el centro sur de Reino Unido--, las empresas implicadas han anunciado que revisarán sus procedimientos de limpieza, así como la formación impartida al personal.

"Es fácil olvidar que el hielo puede llevar bacterias porque se cree que es demasiado frío para los gérmenes, pero esto es algo que está lejos de la realidad", ha asegurado el exdirector del laboratorio británico de la Agencia de Protección de la Salud, el doctor Greenwood.

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Y Google lo celebra con uno de sus famosos doodles interactivos. Las placas petri son un elemento fundamental en un laboratorio de microbiología. Este año supimos de Klara Reis, una artista que vive en San Francisco y utiliza placas petri para hacer arte

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http://www.vtelevision.es/informativos/historiasdeltiempo/2013/05/30/0031_62_178262.htm