Establecimiento de ensambles microbianos en regiones polares sujetas a importantes efectos del cambio climático, su participación en el ciclaje biogeoquímico del carbono, nitrógeno y fósforo

Dra. Silvia Batista, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE)

La isla Rey Jorge (Antártida Marítima) es la más grande del archipiélago Shetland del Sur. La Península Fildes, ubicada al suroeste de esta isla, es la región sin cobertura de hielo permanente más extensa, con suelos erosionados que derivan principalmente de rocas volcánicas y sedimentarias. Durante la estación estival, el paisaje adquiere un aspecto particular que contrasta con las áreas adyacentes cubiertas por el Glaciar Bellinghausen. El paisaje rocoso con algunos lagos se cubre de pequeñas cañadas de deshielo que se forman con agua proveniente del glaciar y nieve fundida. A medida que avanza el verano se establecen alfombras de briofitas, líquenes y tapetes microbianos, que generan un paisaje con aspecto emparchado. Los tapetes microbianos son comunidades bentónicas que existen asociadas a estos cuerpos de agua y sistemas de deshielo.

Esta isla concentra la mayor cantidad de bases científicas, con la inevitable influencia humana asociada. Debe destacarse que las actividades que se desarrollan en la Antártida están regidas por el Protocolo al Tratado Antártico sobre Protección del Medio Ambiente firmado en Madrid en 1991. En el mismo se establecen normas claras que regulan la actividad humana en este continente, intentando reducir al mínimo el impacto humano en la flora y fauna nativas para la preservación del ecosistema antártico.

Nuestro trabajo se desarrolla en colaboración con investigadores de la UNAM (México). Una de las áreas de estudio está orientada a caracterizar los microorganismos del ambiente antártico y en particular los elementos genéticos que pueden ser transferidos lateralmente entre ellos. Algunos elementos poseen genes que al expresarse contribuyen a que el organismo optimice su adaptación al ambiente. Por otro lado, la composición de algunos de estos módulos es considerada como indicador de influencia humana. Nuestro estudio está orientado a identificar y estimar la abundancia de los mismos, con el fin de correlacionarlos con la presencia humana y animal en la isla. En este sentido, hemos aislado bacterias de distintos sitios de la península, portando fragmentos de ADN que codifican para la resistencia a varios antibióticos, casi idéntica a la presente en algunos aislamientos clínicos.

La segunda línea de estudio está relacionada con el cambio climático. Las mayores tasas de calentamiento global se han observado en esta región antártica. En la Península Fildes, el glaciar Bellinghausen ha retrocedido de forma constante en las últimas cinco décadas. Al retraerse los glaciares, queda expuesto sustrato que es rápidamente colonizado por organismos nativos y exóticos. Esta línea de trabajo estudia la composición microbiana de los tapetes y su capacidad para metabolizar el nitrógeno, como elemento potencialmente limitante para el desarrollo de la comunidad microbiana. La propuesta incluye el estudio de los cambios en la composición y fisiología de estas comunidades ante escenarios de cambio climático. Hasta el momento, los estudios muestran que estas comunidades presentan una composición muy diversa y poseen la capacidad de reducir el nitrógeno atmosférico (fijación biológica de nitrógeno) y oxidar el nitrato mediante un proceso denominado desnitrificación, completando así el ciclo de este elemento.