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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

¿Hemos contaminado el Sistema Solar con vida?

Contaminación de vida - Quilo de Ciencia - CienciaEs.com
La panspermia propone que la vida no surgió en nuestro planeta, sino que llegó a este proveniente de otros lugares de la galaxia. Este concepto fue inicialmente propuesto por el filósofo griego Anaxágoras, y rescatado después por eminentes científicos del siglo XIX.

Al hablar de panspermia no nos referimos a la presencia de moléculas orgánicas en múltiples lugares del universo. Estamos hablando de la posibilidad de que organismos vivos completos puedan sobrevivir a un largo viaje por el cosmos y colonizar otros planetas. A pesar de lo improbable que esto parece, la evidencia necesaria para hacer la panspermia creíble se ha ido acumulando poco a poco.

Tres series de experimentos realizados desde 2008 a 2015 en la Estación Espacial Internacional, en los que se expuso a la radiación solar y al vacío del espacio a una amplia gama de microrganismos y sus esporas, indicaron que algunos microrganismos, sobre todo las esporas, son capaces de sobrevivir por un largo tiempo a los rigores del espacio exterior. La supervivencia es aún mayor si los microrganismos se protegen introduciéndolos en materia similar a la propia de los meteoritos, que actúa como escudo frente a la radiación.

Para evitar la diseminación accidental de microrganismos terrestres por el sistema solar, que podría suceder si las sondas no tripuladas enviadas a otros planetas estuvieran contaminadas con microrganismos, los científicos someten a estas a un exhaustivo proceso de limpieza y esterilización antes de su lanzamiento. Los estudios realizados para evaluar la eficacia de este proceso indican que, en particular, las esporas que algunas especies de bacterias generan resisten a los procedimientos más agresivos. Esto invita a pensar que esas especies bacterianas resistentes podrían haber sido ya lanzadas al espacio con una o u otra sonda y, gracias a su resistencia, podrían haber acabado sobre la superficie de otro planeta, en particular de Marte, sin ir más lejos, y podrían haber comenzado a colonizarlo. Recordemos que hace muy poco se ha confirmado que Marte contiene agua en su subsuelo. Si Marte hubiera sido contaminado desde la Tierra, resultaría probablemente más complicado poder concluir que ha existido o existe vida independiente en dicho planeta si alguna vez en un lejano futuro fuera descubierta.

¿Tenemos un problema? Houston al rescate.

Conviene aquí explorar brevemente las extraordinarias propiedades de resistencia de las esporas bacterianas. Estas son una especie de minúsculas cápsulas que algunas bacterias generan cuando detectan que las condiciones del entorno no permiten su crecimiento. Las esporas son extremadamente resistentes a la radiación, a la desecación, al calor, a los desinfectantes químicos y a la trituración mecánica. Contienen elevadas cantidades de una sustancia particular, llamada ácido dipicolínico, la cual es capaz de capturar las moléculas de agua e impide que estas rompan los enlaces químicos que mantienen unidas a las “letras” del ADN. Si estas roturas suceden en las bacterias vivas, estas pueden reparar el daño, pero este daño no puede ser reparado en la estructura inerte de las esporas, en las que los procesos vitales han sido suspendidos. En este caso, es absolutamente fundamental evitar que el ADN se dañe, y eso es lo que las esporas consiguen.

Como ya he mencionado en varias ocasiones, todo en la vida posee una razón evolutiva, es decir, un factor que permite una mejor transmisión de los genes a las siguientes generaciones. Es posible que, en las duras y extremas condiciones de la Tierra primitiva, donde la temperatura era mucho más elevada y los cambios climáticos mucho mas drásticos que hoy, las bacterias que desarrollaron la capacidad de formar esporas fueran las únicas capaces de sobrevivir. Si esta idea es cierta, las bacterias que no forman esporas serían descendientes de las primeras, pero habrían perdido hoy esta capacidad al vivir en entornos menos severos en los que esta propiedad ya no es necesaria para su supervivencia.
Sea como sea, en la actualidad también está meridianamente claro que las capacidades de las células y los organismos dependen de los genes que estos poseen y de los genes que ponen en funcionamiento o apagan dependiendo de las condiciones a las que deben adaptarse. Por esta razón, científicos de la Universidad de Houston, Texas, USA, decidieron buscar qué genes poseen las especies bacterianas que sobreviven a los procedimientos de esterilización utilizados por la NASA, pero de los que carecen otras especies bacterianas que, aunque producen esporas, no son resistentes a esos procedimientos. De esta forma, tal vez se podrían producir moléculas que impidieran el funcionamiento de esos genes y convirtieran a las bacterias resistentes en bacterias sensibles a los procedimientos de esterilización.
Tras comparar varios genomas de ambos tipos de bacterias, los científicos descubren diez nuevos genes que se encuentran en las bacterias resistentes y no se encuentran en las bacterias sensibles. Esto no implica que alguno de esos genes sea el responsable de la resistencia, ya que las bacterias comparadas son también diferentes en otros aspectos, pero es un buen comienzo.

Estas investigaciones no solo son permitentes para eliminar a las bacterias que amenazan con invadir el espacio exterior adheridas a la superficie de nuestras sondas espaciales. Permiten también avanzar en la lucha contra esporas bacterianas que se ocultan en hospitales, residencias, y otros lugares en donde pueden encontrar a personas susceptibles de ser infectadas. La investigación sobre el espacio siempre revierte sobre la Tierra. Ojalá que este nuevo conocimiento permita pronto la generación de nuevas terapias para la lucha bacteriana.

Referencia:
Madhan R. Tirumalai et al. (2018). Bacillus safensis FO-36b and Bacillus pumilus SAFR-032: a whole genome comparison of two spacecraft assembly facility isolates. BMC Microbiology. https://doi.org/10.1186/s12866-018-1191-y

Más información en el Blog de Jorge Laborda.

Obras de divulgación de Jorge Laborda

Quilo de Ciencia Volumen I. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen IV. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen V. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VI. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VII. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VIII. Jorge Laborda

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