Ciencias de la Vida

Ecología molecular de las poblaciones de pingüinos de Isla Rey Jorge.

Dra. Mariana Cosse. Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE). Contacto: marianacosse@gmail.com

El actual escenario de cambio climático y el incremento de presión humana en la Antártida
pueden alterar la estabilidad de las comunidades animales. Por ello es importante
desarrollar herramientas de monitoreo a mediano y largo plazo. Las características del
paisaje y los cambios en el ambiente pueden afectar o modificar las características genéticas
de las poblaciones. Los datos obtenidos a través de la ecología molecular permiten entonces
comprender los procesos evolutivos de las especies y poblaciones, y aportan a la
comprensión de los factores que los influencian. Los pingüinos cumplen un importante rol
en el ecosistema antártico y suelen ser utilizados como especies indicadoras. En los últimos
años se han realizado numerosas investigaciones en estas especies requiriendo su captura y
manipulación. Esto genera estrés en los animales, además de una alta demanda logística y
de equipamiento. Nosotros proponemos analizar la estructura poblacional, determinación
del sexo y dieta de las tres especies de pingüinos que nidifican en la Península Fildes y
cercanías, a partir de muestras no invasivas (animales muertos, fecas, egagrópilas) con el fin
de generar una herramienta de monitoreo sostenible en el tiempo que permita acceder a
información necesaria para minimizar el disturbio generado sobre las especies objetivo.
Asimismo se iniciará la creación de un banco uruguayo de material genético de aves
antárticas que permanecerá disponible para otras investigaciones de acuerdo a las
necesidades o inquietudes que se planteen en el futuro.

Hábitos alimenticios en depredadores tope de la Antártida: rastreando posibles efectos
del cambio climático en la estructura trófica.

Dra. Valentina Franco-Trecu. Facultad de Ciencias. Contacto: vfranco-trecu@fcien.edu.uy

La Antártida es el sistema más afectado por el cambio climático, con consecuencias en la
estructura trófica comunitaria. El krill ( Euphausia superba ) es una especie clave, principal
componente del zooplancton (biomasa estimada ~500.000.000 de toneladas) y vínculo
entre la producción primaria y los depredadores tope. La disminución de su abundancia se
asocia en parte, al aumento de temperatura y acidificación del agua, afectando de manera
negativa el reclutamiento de larvas. Esto repercute profundamente en el resto de la red
trófica. Entre los depredadores tope consumidores de krill están los pinnípedos
(representados por una especie de lobo fino y 5 especies de focas). Durante la lactancia, las
hembras del lobo fino (4 meses) se alimentan y sus crías permanecen en la colonia. Las de
focas en cambio ayunan (~15 días), generando diferentes dependencia de los recursos
cercanos. El objetivo de este proyecto es estudiar los hábitos alimenticios de los
depredadores tope de la Antártida en función del cambio en la composición del
zooplancton, asociados al reemplazo de krill por otras especies, evaluando las estrategias de
lactancia. En este sentido se propone a las hembras de lobo fino como centinelas del estado
de la red trófica local antártica. Se recorrerán las colonias de reproducción y descanso en la
Isla Rey Jorge, para colectar fecas y obtener muestras de piel de individuos de estas especies
para realizar análisis de isótopos estables utilizando dardos disparados con un rifle de aire
comprimido a distancia. Se estimará la amplitud de nicho para cada especie/sexo/año,
evaluando su solapamiento y la composición de la dieta se estimará conjugando ambas
fuentes de información (isótopos y fecas). Esta información será contextualizada en relación
a las abundancias de krill ( www.ccamlr.org ) y a variables ambientales. Si bien las
proyecciones a largo plazo del cambio climático se han centrado en el cambio del hábitat y
la disminución del krill, sus impactos más inmediatos incluyen la alteración de la estructura
comunitaria de nivel trófico superior. Para poder minimizar los impactos del cambio
climático a largo plazo el primer paso es conocer las interacciones entre las diferentes
especies que componen la comunidad y la intensidad de las conexiones tróficas.

Residuos de plásticos y microplásticos en zonas marino-costeras de la Península Fildes, Isla
Rey Jorge (Antártida).

Dr. Juan Pablo Lozoya – Dr. Franco Teixeira de Mello. Centro Universitario Regional del Este (CURE). Contacto: jplozoya@gmail.com; frantei@fcien.edu.uy

En la actualidad el plástico es un material casi indispensable y omnipresente en nuestra
economía y vida cotidiana, con múltiples funciones que son fundamentales para el bienestar
humano. Sin embargo, desde finales de los 80s, los residuos plásticos han sido identificados
como materiales peligrosos y una amenaza para las costas y mares donde tienden a
acumularse. Constituyendo el 80% de la basura marina, los desechos plásticos son
transportados largas distancias por las corrientes marinas, quedan atrapados en los giros
oceánicos, varados en las playas y/o degradados en micro (y nano) plásticos. Esta
acumulación de residuos plásticos está empezando a alterar el funcionamiento físico,
químico y ecológico de los ecosistemas marinos y costeros de todo el planeta. Si bien esta
contaminación es una amenaza global, se sabe muy poco sobre la distribución y las fuentes
de plásticos y microplásticos en las regiones polares, incluida la Antártida (incluido el océano
meridional, archipiélagos y tierra firme al sur de los 60º de latitud) que no escapa a esta
problemática.
En el marco de este proyecto generaremos un diagnóstico integral (para un futuro programa
de monitoreo) de los residuos plásticos y microplásticos en áreas marinas y costeras de la
Península Fildes, en la Isla Rey Jorge (Antártida). Para ello, se evaluará la presencia de estos
residuos en playas y costas rocosas, en aguas marinas superficiales, y en fondos marinos.
También se analizará el aporte terrestre de estos residuos a través de las cañadas de
deshielo de los glaciares, así como el consumo de microplásticos por el zooplancton y las
aves marinas, y también la composición y las concentraciones de contaminantes en los
residuos plásticos encontrados. De esta forma, a partir de los datos de ocurrencia,
abundancia y distribución de macro y microplásticos, sus posibles fuentes, y sus
interacciones y consecuencias con la biota marina y terrestre, conoceremos los niveles
actuales de esta contaminación en nuestra área de estudio. A través de la generación de
esta nueva información de base buscamos contribuir a los objetivos y desafíos que el
Sistema del Tratado Antártico enfrenta en la actualidad debido a este ‘mal común global’.

Efectos del derretimiento del Glaciar Collins en el ecosistema costero marino antártico.

Dra. Natalia Venturini. Facultad de Ciencias. Contacto: rulo@fcien.edu.uy

El aumento en el aporte de agua dulce por derretimiento glaciar es una consecuencia del
Cambio Climático y de la reducción de la cobertura de hielo en la Península Antártica en las
últimas décadas. Una mayor descarga de agua dulce aumenta la estratificación y turbidez de
las aguas marinas costeras de la Antártida, así como el transporte de sedimentos y de
materia orgánica desde la tierra al mar. La materia orgánica marina representa una fuente
de alimento rico en proteínas para los consumidores marinos, mientras que la materia
orgánica terrestre tiene un valor alimenticio bajo. La cantidad y calidad de la materia
orgánica disponible para los consumidores marinos está controlada por diversos factores
ambientales y biológicos que actúan tanto a escala local como regional, y dependen
también a largo plazo, de procesos globales como el Cambio Climático. Por lo tanto, en un
escenario de continuo derretimiento glaciar es posible una disminución en la calidad del
alimento disponible para los consumidores marinos en las aguas costeras antárticas. Es
necesario entender primero la variabilidad a escala local en la composición de la materia
orgánica (terrestre vs. marina) y sus potenciales consecuencias ecológicas y funcionales en
los ecosistemas marino-costeros antárticos como insumo para alcanzar una perspectiva de
los patrones regionales y globales futuros. Este trabajo tiene como principales objetivos (i)
caracterizar la cantidad y composición de la materia orgánica exportada por derretimiento
del Glaciar Collins hacia el ambiente marino adyacente (tanto a través de la escorrentía
superficial como por desprendimientos de bloques de hielo); ii) establecer su influencia en la
calidad y disponibilidad del alimento para los consumidores marinos (zooplancton, macro y
meiofauna) y iii) los efectos en la estructura ecológica y funcional de estas comunidades.

Elaboración de un mapa sonoro de la Isla Rey Jorge: hacia la utilización del monitoreo del paisaje acústico como un indicador ambiental en la Antártida.

Dra. Lucía Ziegler. Centro Universitario Regional del Este (CURE). Contacto: lucia.ziegler@gmail.com

Está muy bien reportado en la literatura que los sonidos antropogénicos presentan diversas amenazas para las especies, principalmente por el efecto disruptivo en sus sistemas de comunicación que a su vez afectan las interacciones sociales, reproducción y cuidado de las crías, la alimentación, entre otros. Investigaciones recientes muestran que las respuestas de los organismos comienzan a manifestarse a niveles sonoros que los humanos consideramos como confortable. Además, muchos sistemas que parecerían tener una escasa alteración presentan perfiles de ruido de fondo de origen antrópico significativos. En este contexto, este proyecto plantea enfocarse en realizar una línea de base de la extensión espacial y temporal de los sonidos de origen antrópico y los niveles de ruido asociados en la Península Fildes (isla Rey Jorge), con proyección a un sistema de monitoreo acústico en esta isla antártica. Un segundo objetivo se enfoca en explorar el potencial efecto del ruido generado por las actividades humanas en las comunidades biológicas locales. Este proyecto pretende obtener información de calidad que aporte a comprender la magnitud y severidad de los impactos del ruido, ampliando el alcance taxonómico, geográfico y ecosistémico del que se dispone información actualmente. Por otra parte, se ampliará el espectro de información científica generada en Antártida, con un importante potencial de mejorar la gestión de la actividad humana en dicho continente.

Microorganismos promotores del crecimiento vegetal presentes en la Antártida.

Dra. Natalia Bajsa. Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE). Contacto: natibajsa@gmail.com

En la Antártida hay sólo dos especies nativas de plantas vasculares: el pasto antártico
(Deschampsia antarctica) y el clavel antártico (Colobanthus quitensis); también es
abundante el musgo Polytrichastrum alpinum. En este proyecto estamos estudiando las
bacterias que viven en las raíces de estas plantas. Algunas de esas bacterias tienen la
capacidad de ayudar a las plantas a nutrirse y a protegerlas de enfermedades. Esto ocurre
en diferentes plantas, pero es especialmente relevante en la Antártida, ya que las
condiciones son más adversas que en otros ecosistemas.
En las campañas de verano austral, colectamos plantas de pasto y clavel en varios sitios de
la Isla rey Jorge. En el Laboratorio de Ecología Microbiana del IIBCE estudiamos las bacterias
que viven en sus raíces. Algunas de estas bacterias aumentan el aporte de nutrientes como
fósforo o hierro. Otras producen hormonas vegetales que mejoran el desarrollo de las plantas. Otras
producen antibióticos y enzimas que afectan el crecimiento de hongos patógenos,
impidiendo que produzcan enfermedades. Algunas bacterias muy especiales poseen varias
de las actividades descriptas y las identificamos para saber a qué especies pertenecen.
Además queremos estudiar cómo se comportan cuando las agregamos a las raíces de las
plantas, y comprobar que pueden mejorar su crecimiento. Para esto, actualmente estamos
cultivando las plantas en condiciones controladas de laboratorio.
A pesar que los microorganismos son los organismos más abundantes de la Antártida, no
han sido muy estudiados. Es probable que exista una gran cantidad de los mismos que aún
no se conoce o que presenta actividades nuevas e interesantes para descubrir.

Algas rojas como fuentes de pigmentos en celdas solares basadas en el uso de colorantes
naturales.

Dra. Fernanda Cerdá. Facultad de Ciencias. Contacto: fcerda@fcien.edu.uy

Las celdas solares basadas en el uso de colorantes de origen natural constituyen una forma
de tecnología desarrollada en Suiza, reportada por primera vez en los 90’s. En estas pilas, el
pigmento coloreado es el responsable de captar la energía de la luz solar y transformarla en
electrones, generando de esta manera una corriente eléctrica. Varios pigmentos han sido
utilizados con tal finalidad, tanto de origen natural como sintetizados en el Laboratorio,
alcanzando eficiencias comparables a las obtenidas con los paneles tradicionales de silicio.
Lo que se busca entonces en este Proyecto es adaptar este tipo de tecnología que permite
usar pigmentos extraídos de algas de la Antártida para captar la energía de la luz del sol. En
territorio antártico abundan las algas de color rojo, y el pigmento que es responsable de
darles ese color se extrae fácilmente y puede ser purificado y usado para armar estos
paneles. Usar este tipo de pigmento tiene dos ventajas: 1- es sumamente abundante en
épocas de verano en la Isla Rey Jorge y 2- implica el uso de especies autóctonas, impidiendo
el ingreso de especies ajenas a las existentes en esta zona del Planeta.
Las celdas solares basadas en el uso de pigmentos usan la energía visible del espectro de la
luz del Sol, pudiendo colocarse bajo techo para su utilización. Además, como el espectro
visible es más amplio que el ultravioleta, necesitan menor cantidad de radiación para
funcionar que los paneles de silicio. Pueden instalarse en ventanas ya que son transparentes
y no oscurecen la habitación, aprovechando de esta manera mejor la luz incidente. Esta
tecnología puede ser colocada entonces dentro de las instalaciones de la Base, protegiendo
los mencionados paneles de las inclemencias del clima.

Diversidad funcional de las comunidades microbianas y bioprospección de microorganismos con potenciales aplicaciones tecnológicas en muestras Antárticas.

Dra. Susana Castro Sowinski. Facultad de Ciencias. Contacto: scs@fcien.edu.uy

El grupo de investigación se dedica al estudio de las comunidades microbianas de algunos nichos antárticos, así como en la búsqueda de material genético para el desarrollo de productos biotecnológicos. Para ello son aislados microorganismos con propiedades bioquímicas novedosas, que posteriormente son identificados en forma molecular, secuenciados sus genomas y utilizada la información recabada de esos genomas para el desarrollo de bienes de interés industrial y farmacéutico. El objetivo es generar una colección de bacterias y levaduras productoras  de enzimas tales como proteasas, lacasas, celulasas y fotoliasas con potenciales usos en diferentes procesos industriales, incluyendo las industrias alimenticias, de los detergentes, papelera y de los biocombustibles, cosmética y farmacéutica. Además, se trabaja con microorganismos productores de pigmentos y se analiza el potencial de estos pigmentos como agentes antiproliferativos contra líneas celulares de cáncer humano.

Producción de ácido poliláctico (PLA), mediante la polimerización con lipasas obtenidas a partir de microorganismos antárticos.

MSc. Laura Camesasca – MSc. María Eugenia Vila. Facultad de Ingeniería. Contacto: lcamesas@fing.edu.uy; mvila@fing.edu.uy

La creciente contaminación ambiental provocada por el uso indiscriminado de envases plásticos, ha provocado un creciente interés en la investigación de biomateriales. El PLA, polímero formado por la polimerización de moléculas de ácido láctico, se presenta como el bioplástico más prometedor para ello. Por lo tanto, el objetivo general de esta propuesta es evaluar diferentes lipasas provenientes de microorganismos antárticos para la polimerización de ácido láctico, así como contribuir al conocimiento de poblaciones microbianas antárticas y su potencial aplicación biotecnológica.

Ecología microbiana y efectos del cambio climático en la Antártida.

Dra. Silvia Batista. Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable (IIBCE). Contacto: sbatista@iibce.edu.uy

Este subprograma abarca distintos proyectos dirigidos al estudio de la contribución de los microorganismos del ambiente antártico a los ciclos biogeoquímicos de elementos como N, P, C y su comportamiento frente a escenarios de cambio climático. Los proyectos tienen como objetivos: estudiar cuáles son las bacterias que desnitrifican a bajas temperaturas en la Antártida; determinar el efecto del calentamiento global en las emisiones de N2O en la Antártida; determinar las respuestas al cambio climático de las comunidades microbianas antárticas, tomando como modelo de estudio los tapetes microbianos establecidos en las cañadas de deshielo provenientes del Glaciar Collins (Peninsula Fildes); y estudiar el moviloma en microorganismos del ambiente antártico, incluyendo elementos de transferencia horizontal de genes (THG) y genes asociados, que puedan otorgar una ventaja adaptativa al ambiente.