Bacterias metanótrofas, pseudomonas y biorremediación.

El metano es un producto que se forma por la descomposición de materia orgánica, principalmente en ambientes anaeróbicos. Es un gas de efecto invernadero, con un importante  efecto en el calentamiento global. Su presencia en la atmósfera aumenta alrededor de 1% anual. Las bacterias metanotrofas son aquellas que consumen metano como fuente de carbono y energía, por ello desempeñan un papel ecológico crucial al encargarse de convertir el metano en biomasa y en dióxido de carbono.

Algunas características de las metanotrofas son:       

  -Utilizan como donadores de electrones compuestos de un átomo de carbono.

       -Su fuente de carbono son compuestos C1, como el metano.

       -Habitan en zonas anoxigénicas principalmente.

       -Algunas bacterias metanotrofas viven en simbiosis con bacterias sulfatorreductoras en los tapetes microbianos que crecen como chimeneas y se forman alrededor de salidas de metano en  el fondo del mar.

     La Pseudomonas son bacilos gramnegativos aerobios, rectos y delgados,estas bacterias utilizan los hidratos de carbono, los alcoholes y los aminoácidos como fuentes de carbono y energía,pueden sobrevivir a temperaturas bajas de hasta 4°C, el rango optimo para el desarrollo esta entre los 30 y los 37°C.

     El estudio de las Pseudomonas ha sido importante, es una de las bacterias que produce carbono. Con el paso de el tiempo han querido saber que ha provocado en ellas el derrame de petroleo ya que el hombre ha provocado daños sobre los ecosistemas matando gran cantidad de especies de todo tipo. Entre los más graves desastres que atentan contra la biodiversidad se encuentran los derrames de petróleo en los mares y océanos. La contaminación por petróleo crudo o por petróleo refinado diésel y gasolina principalmente además de otros productos obtenidos por destilación fraccionada y procesamiento químico del petróleo crudo.

     En nuestro país, el transporte de crudo y sus derivados se ha visto afectado considerablemente durante los últimos 18 años, por una fuerte riña contra los oleoductos e instalaciones petroleras. En el suelo los hidrocarburos impiden el intercambio gaseoso con la atmósfera, iniciando una serie de procesos físico-químicos simultáneos como evaporación y penetración, que dependiendo del tipo de hidrocarburo, temperatura, humedad, textura del suelo y cantidad vertida puede ser mas o menos lentos, ocasionando una mayor toxicidad, ademas de tener una moderada, alta o extrema salinidad, dificultando su tratamiento.La mayoría de los ecosistemas marinos expuestos a grandes cantidades de petróleo crudo requieren unos 3 años para su recuperación. Sin embargo, los ecosistemas marinos contaminados por petróleo refinado, en especial en los estuarios, requieren de 10 años o más para su recuperación. En la presente revisión se analiza la biorremediación como una alternativa saludable  frente al deterioro progresivo de la calidad del medio ambiente por el derramamiento de crudos, ya que esta problemática genera una amenaza real a la salud pública y a una gran parte de especies .

     

     Biorremediación

La biotecnología utiliza organismos vivos para hacer o modificar productos, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para usos específicos. La biodegradación ocurre en la naturaleza, y la actuación humana transformo esos procesos naturales en biotecnologías para acelerar la tendencia natural. La biorremediación surgió como una rama de la biotecnología, a mediados del siglo XX con las primeras investigaciones para estudiar el potencial de los microorganismos para biodegradar contaminantes. Básicamente la biorremediación es cualquier proceso de recuperación medioambiental producido por el uso de microorganismos, hongos, plantas o enzimas derivadas de ellos.  Las primeras técnicas de biorremediación que se aplicaron fueron hechas por compañías petroleras. La biorremediación debe distinguirse de la biodegradación, en el sentido en que está última ocurren las complejas interacciones que se dan en todos los niveles de un ecosistema, mientras que generalmente en la biorremediación se incide en uno de esos niveles.En síntesis la biorremediación surge como una rama de la biotecnología que busca resolver los problemas de contaminación mediante el uso de seres vivos (microorganismos y plantas) capaces de degradar compuestos que provocan desequilibrio en el medio ambiente, ya sea suelo, sedimento, fango o agua. A continuación se muestran algunos ejemplos de métodos aplicando la biorremediación:     

-Bioaumentación: Se inoculan cepas microbianas genéticamente modificadas y con mayor capacidad para restaurar entornos con alta concentración tóxica.

-Bioestimulación: Modifica el entorno para estimular las bacterias "biorremediadoras" existentes en el medio “aquellas con capacidad para restaurar un entorno con elevada toxicidad”. Se emplean distintas técnicas para modificar el entorno a restaurar, entre ellos la inyección de nutrientes que se pierden con la contaminación y que estimulan el crecimiento de los microorganismos responsables de la restauración, y en algunos casos biodesinfectantes para que los microorganismos presentes hagan su trabajo. Es un método conocido y efectivo para tratar aguas y subsuelo que han padecido vertidos de hidrocarburos.

-Fitorremediación: Es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados. Aunque se encuentra en desarrollo, constituye una estrategia muy interesante, debido a la capacidad que tienen algunas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos orgánicos y radioactivos.

-Bioventilación: Es un proceso que utiliza una mayor oxigenación en la zona no saturada para acelerar la biodegradación de contaminantes. Se sirve de microorganismos para descomponer sustancias tóxicas que han sido absorbidas por el agua. El objetivo de esta práctica es estimular a las bacterias ya presentes en el área degradada, para así acelerar la biodegradación de los hidrocarburos y, si es necesario, añadir nutrientes para facilitar el crecimiento bacteriano. El oxígeno es inducido a través de una inyección directa de aire en el lugar donde se ha producido la contaminación.

La biorremediación es una tecnología que utiliza el potencial metabólico de los microorganismos (fundamentalmente bacterias, pero también hongos y plantas) para transformar contaminantes orgánicos en compuestos más simples poco o nada contaminantes, y por tanto, se puede utilizar para limpiar terrenos o aguas contaminadas. 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, el tiempo requerido para un tratamiento adecuado puede ser difícil de predecir y el seguimiento y control de la velocidad y/o extensión del proceso es laborioso. Si aportamos al medio alguno de los elementos de los que carece o bien potenciamos los existentes, favoreceremos la eliminación del posible contaminante. En muchos casos este tipo de intervención será necesario para reforzar el proceso natural o bien para implantar unas condiciones que reduzcan el riesgo. La mayor contribución al medio ambiente debe ser la de no contaminarlo, antes que biorremediar; por lo que se debe incentivar la innovación de procesos de producción menos contaminantes. La investigación en biorremediación debe hacerse de manera transdisciplinaria y tener en cuenta el potencial de las diferentes biotecnologías.

                       Ejemplo de las metanotrofas y pseudomonas como biorremediadoras.

La contaminación y el cómo arreglarlo: Un contaminante puede ser una sustancia presente en una concentración mayor a la natural, resultado de la actividad humana y tiene objeto perjudicial sobe el ambiente, o en uno de sus componentes.

Por ello, los científicos han prestado su atención a los microorganismos que son capaces de degradar compuestos difícilmente procesados por otros organismos, como en el caso de las bacterias metanotrofas o las pseudomonas. Como ya hemos visto las metanotrofas al utilizar el metano y convertirlo en dióxido de carbono, disminuyen su concentración en la atmósfera y de igual manera sus efectos sobre el calentamiento global. Por lo que actualmente son estudiadas sus condiciones de crecimiento y sustentabilidad para poder ser cultivadas en grandes proporciones con el fin de revertir los efectos de ese gas. Por otro lado, las bacterias del género pseudomonas son capaces de degradar los hidrocarburos que forman el petróleo, convirtiéndolos en compuestos no tóxicos como dióxido de carbono, agua y biomasa.