Interacciones microbianas con los contaminantes

La capacidad de obtener en el laboratorio, mediante manipulación genética, microrganismos con mejores propiedades degradativas de compuestos contaminantes no debe oscurecer el hecho de que en los  ambientes naturales, los microorganismos poseen una notable capacidad de adaptación lo que favorece por su integración en poblaciones dentro de una comunidad. La base de este fenómeno se encuentra por una parte, en la adquisición de nuevas capacidades metabólicas, mediante mecanismos de variación genética convencionales o intercambios de genes y por otra en la posibilidad de complementación de intercambio genéticos entre las poblaciones mediante conjugación transformación transducción se ha comenzado a analizar a nivel del laboratorio y constituye una fuerza directora notable en la evolución que conduce a la adaptación a nuevos ambientes, incluyendo los contaminantes las complementación de las actividades metabólicas se llevan a cabo mediante relaciones de metabolismo es una actividad  importante desde el punto de vista medioambiental, con matices complejos que no podemos desarrollar en este espacio. Implica, esencialmente, el metabolismo “gratuito” (es decir no útil para el crecimiento u obtención de energía) de un substrato secundario (compuestos contaminantes) por enzimas que requieren otro substratos primario diferente, el cual proporciona la energía y/o los cofactores reductores necesarios. Ambas actividades enzimáticas pueden ser diferentes y el resultado es, en teoría, la acumulación de producto de reacción a partir del contaminante. En la practica la existencia de otros microorganismos han factible la degradación posteriores de esos productos mediante reacciones sin tróficas y, en última instancia, su mineralización (descartando la posibilidad, a tener en cuenta de que dichos productos sean tóxicos y/o persistentes). El término de sintrofia, por tanto, implica la acción concertada de diferentes microorganismos sobro un sustrato (-s), mediante la combinación de sus actividades metabólicas, lo que permite su degradación. Esta no sería en presencia de los microorganismos aislados se comprenden entonces la importancia de las poblaciones mistas (que a veces se denominan consorcios) para la degradación más efectiva de los contaminante orgánicos todo esto se refleja en el creciente aumento de datos experimentales, en las que la bioaumentación con consorcios microbianos tanto nivel de laboratorio como en el campo está produciendo resultados esperanzadores (ejemplos aplicados al petróleo o a sus derivados. Por ultimo en cuanto a facilitar la degradación de los compuestos orgánicos por la población microbiana esta es la capacidad de producir biosurfactantes y bioemulsionnantes. Los primeros se manifiestan como agentes que disminuyen la tención superficial del agua la presencia o utilización de microorganismos con esta capacidad de un medio contaminado es un factor a considerar, por facilitar la disponibilidad de los compuestos hidrofóbicos y por la propia biodegrabilidad de los biosurfactantes, que descarta los efectos potencialmente nocivos de estas moléculas.   

Biotecnologuía contra la contaminación ambiental

La biorremediación emplea  microorganismos para limpiar el medio ambiente. Es un proceso natural y fue aprobado con éxitos en aguas y suelos contaminados con petróleos.

El aumento de la población, la urbanización y la actividad industrial provoca la constante y persistente contaminación del medio ambiente. Una de las estrategias más novedosas para la limpieza ambiental es utilizar bacterias que se alimentan de los residuos tóxicos. Esta técnica se ha empleado exitosamente en casos de derrame de petróleo, en aguas y suelos; hoy, la biotecnología moderna puede modificar genéticamente bacterias para hacer más eficiente este trabajo de descontaminación.

  

Microbios útiles para el hombre

Las bacterias suelen tener mala prensa ya que se las asocian con enfermedades. Sin pretender negar las evidencias que justifican esa reputación, aún es posible reconocer que algunos microbios pueden mostrar un perfil solidario. De hecho, el hombre ha aprendido a aprovechar el proceso  naturales de los microorganismos para obtener beneficios en áreas tan diversas como la salud humana, la industria, la agricultura y el medio ambiente.  En su uso tradicional, la biotecnología aprovecha a las bacterias para la fabricación de productos  cotidianos, como el yogur y los quesos. Pero desde hace tres décadas aproximadamente, los microorganismos también se emplean en procesos biotecnológicos modernos. Las nuevas tareas de los microorganismos consisten en producir hormonas, plásticos biodegradables, fármacos, aditivos alimentarios, entre otros productos. Una nueva aplicación biotecnológica de los seres vivos está ensayando con resultados interesantes: el uso de las bacterias para limpiar el ambiente, particularmente en casos de contaminación por hidrocarburos, como el petróleo.

Biotecnología para limpiar derrames de petróleo

En las últimas décadas entre las técnicas empleadas para contrarrestar los afectos de los contaminantes se avanzó el ensayo de la “biorremediación”. Se trata de una técnica avanzada en la capacidad natural de los microorganismos de alimentarse de sustancias contaminantes, y convertirlas en compuestos más sencillos y menos tóxicos, por ejemplo, se han encontrado en la naturaleza bacterias que se alimentan de petróleo. Este proceso natural se puede acelerar aportando nutrientes  y oxigeno que facilitan la multiplicación de las bacteria e incentivan su apetito.

El  proceso de biorremediacion  fue aprobado con éxito en derrames accidentales de petróleo, como el caso de buque EXXON Valdez ocurrido en Alaska en 1989 y  el caso del Prestige acontecido en 2002 frente a la costa de Galicia, en España. La biorremediacion fue una herramienta de limpieza suplementaria en el vertido del EXXON Valdez, luego de eliminar el grueso del petróleo por medios mecánicos además considero esta experiencia “una referencia imprescindible  para afrentar la limpieza definitiva de las costas afectadas pero el Prestige, en Argentina las experiencias aún son pocas, pero cada vez más se busca la ayuda delos organismos para a limpiar el ambiente. 

                                          Derrame de petróleo de Exxon Valdez en 1989

Particularmente se han desarrollado experiencias de biorremediación  de suelos en la zona patagónica sometida la explotación petrolera y en ecosistemas acuáticos contaminados. En los suelos de la antártica, científicos de Argentina y España valiéndose de bacterias autóctonas a las que se estimuló con nutrientes como nitrógeno y fósforo, lograron acelerar el proceso de limpieza de suelos crónicamente contaminados por hidrocarburos, según publica en sus novedades el consejo argentino para la información y el desarrollo de la de la biotecnología.  

Impacto ambiental del hombre

Contaminación ambiental y actividades humanas

Las actividades humanas provocan un impacto ambiental negativo de difícil solución, la última cumbre sobre cambio climático,  celebrada en Copenhague en diciembre de 2009, reflejó los conflictos que existen para lograr un acuerdo internacional que frene este deterioro ambiental. Mientras esto ocurre, muchas industrias continúan vertiendo contaminantes al ambiente, por ejemplo, compuestos utilizados como refrigerantes, disolventes plaguicidas, metales tóxicos, plásticos y detergente.

Uno de los problemas de estos residuos es que no son biodegradables, no se descomponen naturalmente por la acción  de los microorganismos. Esto genera su acumulación y dispersión en el aire, el suelo y las aguas superficiales, y su filtración hacia las aguas subterráneas que constituyen la reserva para consumo humano. A los residuos industriales se suma la contaminación por derrame de petróleo que afecta seriamente el ambiente, su fauna y flora.

Según explica el documento “Efectos de los derrames de  petróleo sobre los hábitats marinos, publicado por el doctor José Elis Hidalgo en la revista chilena Ahora en 2009, la mayoría de los ecosistemas marinos expuestos a grandes cantidades de petróleo requieren entre tres y diez años de recuperación. A pesar de esto, debido a que el proceso es lento, la ciencia está haciendo esfuerzos por acelerarlo.

¿Qué es la Biorremediación?

Definición

La biorremediación es una tecnología que utiliza el potencial metabólico de los microorganismos, fundamentalmente bacterias, pero también hongos y levaduras; para transformar contaminantes orgánicos en compuestos más simples poco o nada contaminantes y por tanto se puede utilizar para limpiar terrenos o aguas contaminadas.

¿Cuáles son las  ventajas técnicas de la biorremediación?

·         Mientras que los tratamientos físicos y buena parte de los químicos están basados en transferir la contaminación entre medios gaseosos, líquidos y sólidos; en la biorremediación se transfiere poca contaminación de un medio a otro.

·         Es una tecnología poco intrusiva en el medio y  generalmente no requiere componentes estructurales o mecánicos.

·         Comparativamente, es económica y, al tratarse de un proceso natural, suele tener aceptación por parte de la opinión pública.

La biorremediación tiene también inconvenientes y limitaciones. Por ejemplo, la biodegradación incompleta puede generar intermediarios metabólicos inaceptables, con un poder contaminante similar o incluso superior  al producto de partida; por otra parte, algunos compuestos, son resistentes o inhiben la biorremediación. El tiempo requerido para un tratamiento adecuado puede ser difícil de predecir el seguimiento y control de la velocidad y/o extensión del proceso es laborioso.