Bacterias en las nubes

Los microorganismos pueden influir en la formación de hielo y en el clima.

Los vuelos de seguimiento de huracanes toman muestras en la troposfera.

Una investigadora muestra la placa de laboratorio con bacterias halladas en muestras de aire de la troposfera. / georgia tech / gary meek

Los organismos vivos, en la Tierra, apenas encuentran espacios o condiciones imposibles. Están en entornos extremos, ya sean fumarolas submarinas profundas, hielos polares o ambientes químicos tóxicos, en tierra y en mar. Y ahora también en el aire, a mucha altura. Unos científicos han encontrado grandes cantidades de bacterias y de hongos en la atmósfera, entre 8 y 15 kilómetros de altura, donde constituyen hasta el 20% de lo que se creía hasta ahora que serían sencillamente granitos de polvo y de sal. Las muestras se tomaron en la media y alta troposfera, sobre el Caribe y parte del Atlántico, con un avión de reconocimiento durante los sobrevuelos de dos huracanes.

También hay hongos allá arriba y los científicos parten de la base de que el origen de los organismos está en la superficie y se han elevado arrastrados por los vientos. Lo que no saben aún es si se adaptan a vivir en el medio aéreo alimentándose de compuestos de carbono. “No esperábamos encontrar tantos microorganismos en la troposfera, que se considera un entorno difícil para la vida”, dice Kostas Konstantinidis (Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, EE UU). De momento, los científicos han constatado que en todas las muestras que han tomado hay tipos de bacterias que se sabe que viven de determinados compuestos de carbono, “lo que indica que estos organismos poseen características que les permiten sobrevivir en la troposfera”, añade el investigador.

La presencia de esos microorganismos en el aire a esa altura puede tener consecuencias notables sobre el clima y la meteorología, porque pueden actuar como semillas en la formación de gotas de hielo y agua, con el consiguiente impacto en el ciclo hidrológico, las nubes y el clima. Además, el estudio del transporte de bacterias y hongos por el aire es útil para perfilar los modelos geográficos de transmisión de enfermedades, recalcan los expertos de la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias (EE UU), que da a conocer la investigación, liderada por Natasha de León-Rodríguez.

Mediante filtros especiales, un avión de la NASA fue tomando muestras del aire antes, durante y después de los huracanares Earl y Karl, en 2010, en su programa de investigación de las masas de aire a gran altura durante las tormentas tropicales. Los vuelos se realizaron sobre tierra y sobre mar, con nubes y sin nubes. Luego, los científicos de Atlanta aplicaron en laboratorio técnicas avanzadas de secuenciación genética para detectar la presencia de los microorganismos y estimar su cantidad sin tener que recurrir a los procedimientos convencionales y lentos de cultivo celular.

Los microbios pueden vivir de compuestos de carbono en el aire

“Las comunidades microbianas troposféricas a gran altura y en las masas de aire sobre regiones marinas y oceánicas apenas se conocen” debido a la dificultad para obtener muestras significativas, escriben los investigadores en Proceedings. “Poco se sabe de su composición, distribución espacial y variabilidad temporal, así como de su capacidad de adaptación al entorno”, continúan. Tampoco está claro si pueden metabolizar los compuestos orgánicos presentes en la atmósfera.

De momento, lo que De León-Rodríguez y sus colegas han visto es que la proporción de bacterias marinas es mayor en las masas de aire originadas sobre el océano, mientras que predominan las terrestres en el aire procedente del suelo. Los microorganismos deben ser originarios de la superficie del planeta, y la cuestión es averiguar si, una vez en la estratosfera, se adaptan a vivir allí. Lo que está claro es que los huracanes tienen un gran impacto en la distribución y la dinámica de estas poblaciones. Las bacterias de las muestras, de 17 grandes grupos diferentes, son mucho más numerosas que los hongos.

Hasta ahora, se habían hecho estudios moleculares avanzados de muestras tomadas en cumbres de montaña, en el aire próximo a la superficie y en copos de nieve, recuerdan los investigadores. Pero el alcance de este nuevo muestreo intenso con filtros de aire en un avión en vuelo y evitando la contaminación de las capturas, así como los análisis genéticos aplicados, son un gran paso adelante. En total, los vuelos de la NASA proporcionaron muestras tomadas durante un vuelo en las costas californianas, otro continental de allí a Florida y siete vuelos en el entorno del golfo de México dedicados a los huracanes.

Las técnicas cuantitativas de amplificación del ADN (reacción en cadena de la polimerasa, PCR) y los recuentos microscópicos han permitido establecer que las células bacterianas viables representan aproximadamente una quinta parte de todas las partículas de tamaño entre 0,25 y una micra presentes en las muestras troposféricas.

Los científicos han aplicado análisis de ADN para hacer los recuentos

El siguiente paso de la investigación será comprobar si algunos tipos de bacterias son más aptos que otros para sobrevivir en el aire a tanta altura. Los científicos también quieren determinar si tienen funciones metabólicas allá arriba. “Para estos organismos tal vez las condiciones no sean tan duras”, dice Konstantinidis. “No me sorprendería que hubiera vida y crecimiento biológico en las nubes”.

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