Una investigadora muestra la placa de laboratorio con bacterias halladas en muestras de aire de la troposfera. / GEORGIA TECH / GARY MEEK
Este tipo de trabajo es una consecuencia de la popularización de las técnicas de secuenciación masiva. Cojes muestras de sitios raros, secuencias y analizas las secuencias y Voilà! resulta que hay bacterias y hongos en todas partes. Os dejo con la info proveniente de Europa Press:
Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, en Atlanta (Estados Unidos), han utilizado técnicas de genómica para documentar la presencia de un número importante de microorganismos, principalmente bacterias, que viven en la troposfera media y alta, una parte de la atmósfera de aproximadamente cuatro a seis kilómetros por encima de la superficie de la Tierra.
El hallazgo es de interés para los científicos de la atmósfera debido a que los microorganismos podrían desempeñar un papel en la formación de hielo que puede impactar en el tiempo y el clima, según la investigación publicada en 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. El transporte a larga distancia de las bacterias también es interesante para los modelos de transmisión de enfermedades.
Los microorganismos fueron documentados en muestras de aire tomadas como parte del programa de Génesis y Rápidos Procesos de Intensificación (GRIP) de la NASA para estudiar las masas de aire de baja y alta altitud asociadas con las tormentas tropicales. El muestreo se realizó desde un avión DC-8 sobre la tierra y el océano, incluido el Mar Caribe y partes del Océano Atlántico, y se realizó antes, durante y después de dos grandes huracanes tropicales, Earl y Karl, en 2010.
"No esperábamos encontrar tantos microorganismos en la troposfera, que se considera un entorno difícil para la vida", dijo Kostas Konstantinidis, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental en el Instituto de Tecnología de Georgia. Así, resaltó que parece que hay"una gran diversidad de especies, pero no todas las bacterias lo hacen en la troposfera superior."
A bordo de la aeronave, un sistema de filtro diseñado por el equipo de investigación recogió partículas, incluyendo microorganismos, del aire exterior.
Los filtros fueron analizados mediante técnicas de genómica incluyendo la reacción en cadena de polimerasa (PCR) y la secuenciación de genes, lo que permitió a los investigadores a detectar los microorganismos y estimar sus cantidades convencionales sin necesidad de utilizar técnicas de cultivo celular.
Cuando las masas de aire estudiadas se originaron en el océano, el muestreo encontró bacterias en su mayoría marinas. Las masas de aire que se originaron por la tierra en su mayoría tenían bacterias terrestres y los científicos también vieron fuertes evidencias de que los huracanes tuvieron un impacto significativo en la distribución y dinámica de poblaciones de microorganismos.
El estudio demostró que las células bacterianas viables representaban, en promedio, alrededor del 20 por ciento de las partículas totales detectadas en el intervalo de tamaño de 0,25 a 1 micrómetros de diámetro. Por lo menos en orden de magnitud, las bacterias superaban en número a los hongos en las muestras, y se detectaron 17 taxones diferentes de bacterias, incluyendo algunas que son capaces de metabolizar los compuestos de carbono ubicuos en la atmósfera, como ácido oxálico.
Los microorganismos podrían tener un impacto previamente no identificado en la formación de nubes completando (o reemplazando) las partículas abióticas que normalmente sirven como núcleos para la formación de cristales de hielo, dijo Athanasios Nenes, profesor en la Escuela Técnica de la Tierra y Ciencias de la Atmósfera de Georgia y la Escuela de Ingeniería Química y Biomolecular.
"Ante la ausencia de polvo u otros materiales que puedan ofrecer un buen núcleo para la formación de hielo, sólo tener un pequeño número de estos microorganismos alrededor podría facilitar la formación de hielo en estas altitudes y atraer la humedad circundante", explicó Nenes.
Los microorganismos probablemente llegar a la troposfera por los mismos procesos que el polvo de lanzamiento y la sal del mar hacia el cielo. "Cuando la espuma del mar se genera, puede llevar bacterias porque hay una gran cantidad de bacterias y materia orgánica en la superficie del océano", señaló Nenes.
Para el futuro, los investigadores intentarán saber si ciertos tipos de bacterias son más adecuadas que otras para sobrevivir a estas alturas. Los científicos también querrían entender el papel que juegan los microorganismos y determinar si están o no ejerciendo funciones metabólicas en la troposfera.
Artículo de Alicia Rivera en El País
También hay hongos allá arriba y los científicos parten de la base de que el origen de los organismos está en la superficie y se han elevado arrastrados por los vientos. Lo que no saben aún es si se adaptan a vivir en el medio aéreo alimentándose de compuestos de carbono. “No esperábamos encontrar tantos microorganismos en la troposfera, que se considera un entorno difícil para la vida”, dice Kostas Konstantinidis (Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, EE UU). De momento, los científicos han constatado que en todas las muestras que han tomado hay tipos de bacterias que se sabe que viven de determinados compuestos de carbono, “lo que indica que estos organismos poseen características que les permiten sobrevivir en la troposfera”, añade el investigador.
La presencia de esos microorganismos en el aire a esa altura puede tener consecuencias notables sobre el clima y la meteorología, porque pueden actuar como semillas en la formación de gotas de hielo y agua, con el consiguiente impacto en el ciclo hidrológico, las nubes y el clima. Además, el estudio del transporte de bacterias y hongos por el aire es útil para perfilar los modelos geográficos de transmisión de enfermedades, recalcan los expertos de la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias (EE UU), que da a conocer la investigación, liderada por Natasha de León-Rodríguez.
Mediante filtros especiales, un avión de la NASA fue tomando muestras del aire antes, durante y después de los huracanares Earl y Karl, en 2010, en su programa de investigación de las masas de aire a gran altura durante las tormentas tropicales. Los vuelos se realizaron sobre tierra y sobre mar, con nubes y sin nubes. Luego, los científicos de Atlanta aplicaron en laboratorio técnicas avanzadas de secuenciación genética para detectar la presencia de los microorganismos y estimar su cantidad sin tener que recurrir a los procedimientos convencionales y lentos de cultivo celular.
Los microbios pueden vivir de compuestos de carbono en el aire
“Las comunidades microbianas troposféricas a gran altura y en las masas de aire sobre regiones marinas y océanicas apenas se conocen” debido a la dificultad para obtener muestras significativas, escriben los investigadores en Proceedings. “Poco se sabe de su composición, distribución espacial y variabilidad temporal, así como de su capacidad de adaptación al entorno”, continúan. Tampoco está claro si pueden metabolizar los compuestos orgánicos presentes en la atmósfera.
De momento, lo que De León-Rodríguez y sus colegas han visto es que la proporción de bacterias marinas es mayor en las masas de aire originadas sobre el océano, mientras que predominan las terrestres en el aire procedente del suelo. Los microorganismos deben ser originarios de la superficie del planeta, y la cuestión es averiguar si, una vez en la estratosfera, se adaptan a vivir allí. Lo que está claro es que los huracanes tienen un gran impacto en la distribución y la dinámica de estas poblaciones. Las bacterias de las muestras, de 17 grandes grupos diferentes, son mucho más numerosas que los hongos.
Hasta ahora, se habían hecho estudios moleculares avanzados de muestras tomadas en cumbres de montaña, en el aire próximo a la superficie y en copos de nieve, recuerdan los investigadores. Pero el alcance de este nuevo muestreo intenso con filtros de aire en un avión en vuelo y evitando la contaminación de las capturas, así como los análisis genéticos aplicados, son un gran paso adelante. En total, los vuelos de la NASA proporcionaron muestras tomadas durante un vuelo en las costas californianas, otro continental de allí a Florida y siete vuelos en el entorno del golfo de México dedicados a los huracanes.
Las técnicas cuantitativas de amplificación del ADN (reacción en cadena de la polimerasa, PCR) y los recuentos microscópicos han permitido establecer que las células bacterianas viables representan aproximadamente una quinta parte de todas las partículas de tamaño entre 0,25 y una micra presentes en las muestras troposféricas.
Los científicos han aplicado análisis de ADN para hacer los recuentos
El siguiente paso de la investigación será comprobar si algunos tipos de bacterias son más aptos que otros para sobrevivir en el aire a tanta altura. Los científicos también quieren determinar si tienen funciones metabólicas allá arriba. “Para estos organismos tal vez las condiciones no sean tan duras”, dice Konstantinidis. “No me sorprendería que hubiera vida y crecimiento biológico en las nubes”.
Excelente descubrimiento por parte de los científicos. Me gustó mucho el artículo fue muy informativo gracias.
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