Un estudio metagenómico desarrollado en la Isla Decepción, Antártica, reveló una sorprendente diversidad de vida microbiana en uno de los entornos más extremos del planeta: fumarolas volcánicas con temperaturas que alcanzan hasta los 100 °C. La investigación identificó 72 géneros bacterianos y más de 100 especies, evidenciando no solo la notable capacidad de adaptación de estos organismos, sino también su potencial para aplicaciones biotecnológicas en áreas como la bioenergía y la biomedicina.
La Isla Decepción, ubicada en el archipiélago de las Islas Shetland del Sur, es un área volcánica activa cuyas particulares condiciones geofísicas y geotérmicas —junto a temperaturas extremas y marcados contrastes químicos— generan un nicho ecológico único donde prosperan microorganismos extremófilos, capaces de sobrevivir en ambientes altamente hostiles.
En este escenario se desarrolla un estudio de carácter internacional, liderado por la Dra. Aparna Banerjee, académica de la Universidad Autónoma de Chile, junto al profesor Rajesh K. Sani, de la South Dakota School of Mines and Technology (Estados Unidos), e integrado además por investigadores de España y China. Esta colaboración multidisciplinaria permite abordar uno de los territorios más remotos del planeta con una perspectiva científica amplia y complementaria.
La investigación —financiada por el proyecto INACH RT_24-21 y desarrollada en el marco de la Expedición Antártica Chilena 2022— representa un avance significativo respecto de estudios previos. A diferencia de los enfoques tradicionales basados en cultivo en laboratorio, que capturan solo una fracción limitada de la diversidad microbiana, el equipo aplicó un enfoque metagenómico integral, permitiendo analizar directamente el material genético presente en el ambiente y obtener una visión mucho más completa de estas comunidades.
Alta diversidad microbiana en condiciones extremas
Las muestras fueron recolectadas durante la expedición antártica de 2022, desde siete sitios con anomalías térmicas: Fumarole Bay, Kroner Lake, Pendulum Cove, Whaler’s Bay, Crater 70, Telephone Bay y Obsidiana. Estos lugares fueron seleccionados por su actividad geotérmica y sus contrastes ambientales.
El análisis metagenómico permitió identificar secuencias genéticas correspondientes a 72 géneros bacterianos y 107 especies, una biodiversidad notable para un ambiente con condiciones tan adversas. Varios de estos géneros han sido reportados por primera vez en ecosistemas geotermales antárticos, ampliando significativamente nuestro conocimiento sobre la vida microbiana en ambientes extremos
En conversación para Ecociencias, una de las autoras del estudio, la Dra. Aparna Banerjee, destacó que uno de los aspectos más sorprendentes fue precisamente esta riqueza biológica.
«Lo más llamativo fue la alta diversidad microbiana detectada en un ambiente tan extremo: 72 géneros y 107 especies, varios reportados por primera vez en ecosistemas geotermales antárticos. A pesar de gradientes térmicos de hasta 100 °C, estas comunidades muestran una notable capacidad de adaptación»— Dra. Aparna Banerjee, Universidad Autónoma de Chile.
Potencial biotecnológico: avances y desafíos
Más allá de su valor ecológico, el estudio abre nuevas posibilidades en el ámbito biotecnológico. Las comunidades microbianas identificadas están asociadas a procesos metabólicos clave como los ciclos biogeoquímicos del nitrógeno y azufre, además de funciones con potencial en producción de bioenergía, desarrollo de extremozimas (enzimas que funcionan en condiciones extremas) y biomoléculas de interés biomédico.
Sin embargo, tal como explica Banerjee, aún queda un largo camino científico-tecnológico por recorrer. “Estos resultados son prometedores, pero todavía estamos en una etapa inicial de descubrimiento. […] Para llegar a aplicaciones concretas aún se requieren varias etapas: aislamiento de cepas, validación experimental, caracterización molecular y desarrollo tecnológico. En otras palabras, hoy estamos construyendo la base científica que podría, a mediano y largo plazo, traducirse en soluciones reales para la sociedad”, indica.
Cambio climático, un hallazgo con implicancias globales
El estudio no solo documenta diversidad, sino que establece una línea base crítica para monitorear cómo el cambio climático afectará estos ecosistemas únicos. “Las comunidades microbianas antárticas son extremadamente sensibles al cambio climático. Las alteraciones asociadas podrían modificar significativamente su estructura, diversidad y funciones ecológicas”, señala Banerjee.
La preocupación trasciende lo local. Estos microorganismos participan en ciclos biogeoquímicos clave del planeta (como los del carbono, nitrógeno y azufre), de modo que cambios en sus comunidades podrían impactar no solo procesos ecológicos antárticos, sino influir en la dinámica de los ecosistemas polares frente al cambio ambiental global.
Conservación de un tesoro microbiano inexplorado
La investigadora advierte sobre una doble amenaza: ecológica y biotecnológica. ”Es fundamental considerar la conservación de los microbiomas antárticos, ya que representan reservorios únicos de diversidad y funciones aún poco exploradas. La pérdida o alteración de estas comunidades podría implicar no solo impactos ecológicos, sino también la desaparición de potenciales recursos biotecnológicos antes de siquiera conocerlos”, destaca la Dra. Banerjee.
En este contexto, el estudio cobra especial relevancia. “Nuestro trabajo constituye uno de los primeros análisis metagenómicos integrales que incluye múltiples sistemas geotermales intermareales de la Isla Decepción, entregando una línea base clave para monitorear y comprender estos cambios en el futuro”, concluye la científica.
Próximos desafíos científicos
El equipo de investigación planea continuar con el aislamiento y caracterización de microorganismos específicos identificados en este estudio metagenómico. El objetivo a mediano plazo es validar experimentalmente las funciones biotecnológicas detectadas en el análisis genómico y avanzar hacia aplicaciones concretas para la sociedad.
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