Los científicos identificaron una vía no reconocida hasta ahora para el paso del carbono microbiano a las redes alimentarias animales, a partir de un estudio que cuestiona una idea extendida sobre los plásticos naturales producidos por microorganismos.
Según la publicación en la revista Nature Ecology & Evolution, la investigación mostró que numerosos organismos poseen enzimas capaces de degradar polihidroxialcanoatos, conocidos como PHA, compuestos que bacterias y arqueas almacenan como reserva de energía.
De acuerdo con ScienceDaily, el trabajo fue desarrollado por investigadores del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, en Bremen, Alemania.
El informe detectó enzimas relacionadas en más de 66 especies distribuidas en 9 filos, un resultado que sugiere que la capacidad de aprovechar estas reservas microbianas se encuentra mucho más extendida de lo que se creía.
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El punto de partida fue Olavius algarvensis, un gusano marino con una característica singular: no tiene boca ni intestino. En lugar de esos órganos, depende de bacterias simbióticas que viven bajo su piel y que le sirven como fuente de nutrición.
“Una de las bacterias simbiontes del gusano almacena enormes cantidades de carbono en forma de PHA”, explicó Nicole Dubilier, directora del Instituto Max Planck de Microbiología Marina y autora corresponsal del trabajo. A partir de esa observación, el equipo se preguntó si podía acceder a esa reserva energética.
Los investigadores identificaron en el animal una enzima capaz de descomponer bioplásticos microbianos en moléculas más pequeñas que pueden utilizar.
Además, imágenes de alta resolución mostraron que se produce en la misma zona en la que el invertebrado digiere a sus socios bacterianos.
Al examinar genomas de especies de manera más amplia, el equipo encontró enzimas emparentadas en decenas de especies muy distantes entre sí, entre ellas una esponja, una lombriz de tierra y un colémbolo.
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Caroline Zeidler, primera autora del estudio e integrante del Instituto Max Planck de Microbiología Marina, señaló que esa fue la principal sorpresa de la investigación.
“Lo que comenzó como un descubrimiento en un solo gusano marino resultó ser una capacidad generalizada que comparten animales de ramas muy diferentes del árbol de la vida”, afirmó la autora.
Los autores sostienen que los ejemplares pueden acceder a un recurso microbiano que los científicos habían considerado fuera de su alcance, lo que añade una dimensión nueva a la relación entre microorganismos y fauna.
Los PHA se usan para fabricar plásticos biodegradables. Para producirlos, las bacterias crecen en tanques con materiales ricos en carbono y acumulan polihidroxialcanoatos, que luego se extraen y transforman en materiales similares al plástico.
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Esos plásticos pueden moldearse, presentan una resistencia relativa al agua y mantienen una estabilidad suficiente para distintos usos cotidianos.
Aparecen en envases de alimentos y materiales de higiene; en agricultura, pueden recubrir fertilizantes que liberan su contenido a medida que el material se descompone.
El mismo reporte agrega aplicaciones médicas, como apósitos para heridas, sistemas de liberación de fármacos e implantes o suturas reabsorbibles que se degradan de forma gradual dentro del cuerpo.
Aun así, los bioplásticos representan todavía una porción pequeña del mercado, aunque el interés por materiales biodegradables y de base biológica impulsa expectativas de crecimiento en la capacidad de producción global.
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Los PHA microbianos se encuentran en suelos, sedimentos y ambientes acuáticos de todo el mundo. Los microorganismos los producen cuando tienen exceso de carbono y lo almacenan para usarlo después; son de los pocos plásticos naturales completamente biodegradables.
“Nuestro estudio cambia nuestra comprensión de quién puede utilizar estas reservas de carbono microbiano”, indicó Maggie Sogin, autora corresponsal del trabajo quien realizó gran parte de la investigación en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina y actualmente es profesora asistente en la Universidad de California en Merced.
El informe plantea una nueva forma de interpretar los vínculos entre microorganismos y animales, y sugiere que la investigación de organismos inusuales puede revelar procesos biológicos que habrían permanecido ocultos durante cientos de millones de años.
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