Biorremediación: un frente a desastres tóxicos

Desde hace miles de años, cuando los humanos poblaron la tierra, ha existido una asociación entre la huella que dejan y los organismos que la aprovechan. Dentro de nuestra exploración, explotación y saqueo de recursos, hemos causado un sinfín de desastres que han intoxicado y afectado al planeta. Desde los derrames petroleros hasta el desecho de químicos en los lagos y ríos, hemos sido causantes de escenarios dónde la naturaleza ha tenido que perseverar para limpiar y regenerar el ecosistema. En medio de estas afectaciones, existen organismos resilientes, que han sabido utilizar estos desechos para nutrirse, multiplicarse, y por consecuencia limpiar ese espacio.

Texto por Alexa Robles-Gil

El uso de microorganismos como bacterias o fungi para remover o disminuir la contaminación de un espacio se llama biorremediación. Aunque esta herramienta se ha usado consciente e inconscientemente desde hace miles de años, en las últimas décadas ha encontrado un auge dentro de la rama de la biotecnología. Este método puede limpiar desde el petróleo derramado en el océano hasta combatir metales pesados y desechos químicos. Se trata de aprovechar la capacidad de los microorganismos –con los que compartimos la tierra– de absorber, acumular y degradar agentes contaminantes (Litchfield, 2005).
La biorremediación se enfoca en sistemas vivos que pueden desintoxicar ambientes contaminados principalmente por causas antropogénicas pero incluso pueden limpiar los efectos de desastres naturales, como los de los incendios. Las dos ramas con mayor eficiencia en la biorremediación han resultado ser por bacterias y hongos. En ambas, se trata de aprovechar las capacidades inherentes de las bacterias y los hongos para reparar espacios de la tierra y de aguas contaminadas.

La biorremediación puede limpiar hasta el petróleo derramado. ©John Caplis

Mico–renovación
Desde luego, el reino fungi tiene a los organismos mejor equipados para ser parte de la biorremediación. De hecho, este método específico a ellos es llamado micorremediación, por encontrarse en la rama de la micología, el estudio de los hongos. Por millones de años, los hongos han sabido aprovechar la descomposición de otros organismos. El micelio –estructura de los hongos en apariencia similar a la raíz de las plantas– ha evolucionado durante millones de años con un propósito principal: nutrir.
En nuestra historia podemos encontrar muchos ejemplos en dónde los hongos han limpiado espacios de una forma extraordinaria. En 2006, en Nueva Zelanda, algunas especies de hongos fueron utilizadas para limpiar pesticidas (PCP) (Thwaites et al., 2006). En el 2017, cuándo los incendios en el norte de California en Estados Unidos dejaron un desastre tóxico, se colocaron más de 65 kilómetros de tubos inoculados con setas a lo largo de carreteras, cerros y estacionamientos para limpiar la escorrentía con estos canales improvisados (Alexander, 2019).
En una región del bosque tropical Amazonas llamada Sucumbío, existen derrames de petróleo por la extracción de una mina que deja “piscinas” de desechos tóxicos que contaminan el suelo, el agua, la flora, y a las personas de la región. Y que lo han hecho durante veinte años. El Proyecto MicoRenovación del Amazonas tiene un fin: utilizar hongos que degradan el petróleo para limpiar este desastre ecológico.  Aunque aún tienen mucho camino por recorrer y las iniciativas requieren de amplia investigación para poder llevarse a cabo, es un ejemplo más del potencial que tienen los hongos (Stone, 2015). Son capaces de limpiar desastres que llevan décadas de una forma en la que rehabilitan ecosistemas contaminados. Una vez más, demuestran que son capaces de cambiar las reglas del juego de la manera más silenciosa.

Existen organismos resilientes, que han sabido utilizar desastres para nutrirse y a la vez limpiar ese espacio. ©Guido Blokker

Las intersecciones y convergencias que existen en la biorremediación fluyen hacia la reparación del agua y el suelo. ©Timothy Dykes

Microorganismos y grandes desastres
Aparte del reino fungi, las bacterias también participan en esta restauración de ecosistemas. No siempre al mismo tiempo, pero sí con el mismo propósito. Existen dos métodos de biorremediación, particularmente para bacterias, uno  in situ y el otro ex situ. El primero utiliza los microorganismos en la zona afectada. En el segundo se realiza una excavación de los contaminantes para llevarlos a la zona de tratamiento. In situ es más efectivo, más sostenible y menos costoso. Puede utilizar las mismas bacterias de ese ecosistema, las que se encuentran presentes naturalmente, o inocular con unas que han demostrado ser viables para ese contaminante (Dar & Naseer, 2022).
En el 2010, cuando sucedió el derrame petrolero de Deepwater Horizon en el Golfo de México, una de las bacterias que limpió este desastre fue Alcanivorax borkumensis. Conocida por consumir hidrocarburos, esta bacterias en conjunto con algunos dispersores que hicieron las partículas del derrame más pequeño, ayudaron a limpiar los 130 millones de galones de petróleo en el mar (Biello, 2010). Lo que sucede es lo siguiente: los microorganismos degradan los desechos peligrosos que contaminan el agua, lo procesan, y lo neutralizan convirtiéndolo en agua y dióxido de carbono (CO2) (Pertusini, 2023).
Desde entonces, múltiples bacterias capaces de procesar desechos tóxicos han sido descubiertas y utilizadas para la biorremediación. Hace unos años, en la Antártida se descubrieron que las bacterias que consumen gasoil tenían el potencial de degradar plásticos. Y recientemente, utilizando bacterias de los Alpes y el Ártico, se confirmó que algunas de ellas eran capaces de consumir diferentes tipos de plástico. El reto es utilizar la bioingeniería para acelerar este proceso. Sin embargo, aunque se han hecho grandes avances en el uso de estas bacterias, el reto de la contaminación del plástico sigue teniendo fuertes obstáculos. Difícilmente las enzimas de estas bacterias son capaces de consumirlo todo, ni de mitigarlos al ritmo de los millones de desechos plásticos producidos anualmente (Carpenter, 2021). 

Cuando sucedió el derrame petrolero de Deepwater Horizon, en el Golfo de México, se recurrió a la biorremediación para limpiar el agua. ©Kris Krüg

Futuros Inciertos
Sin duda, la biorremediación ha tomado un papel importante en el siglo XXI haciendo frente a los desastres ecológicos que intoxican el agua y el suelo. Y en conjunto con la biotecnología, han demostrado un potencial enorme para el futuro de nuestros desechos. Sin embargo, aún nos enfrentamos a varios obstáculos que giran en torno a la biorremediación. Por ejemplo, las investigaciones costosas, el manejo de estos microorganismos, y las decenas de pruebas y errores que se necesitan para comprobar qué microorganismos y en dónde (Akpasi, 2023).
La biorremediación no es, ni debe ser, la única solución a las distintas crisis que envuelven el siglo XXI. Desde los incendios, los derrames, los ríos contaminados y el plástico, la demanda que ponemos sobre estos microorganismos para limpiar nuestros desechos es inmensa. Sin duda, ha cambiado la manera en la que lidiamos con ellos y ha resuelto preguntas acerca de cómo hacerlo de una forma natural. Evitando así que nuestros desechos sigan contaminando. Pero esto no es suficiente. Hay espacio para mejorar, no sólo la biorremediación a través de la biotecnología, sino también nuestras acciones.
Las intersecciones y convergencias que existen en la biorremediación fluyen hacia la reparación del agua y el suelo. Cada desastre que causamos directa o indirectamente choca con la resiliencia de pequeños seres que sobreviven y prosperan en las condiciones más adversas. Y no sólo lo hacen para ellos, sino que son capaces de reconstruir un ecosistema completo. Podemos ir a la par con ellos: reconstruyendo, regenerando, y sobre todo, aprendiendo.

Los hongos pueden limpiar hasta el ambiente posterior a un incendio forestal. ©Malachi Brooks

Referencias
Akpasi, S. O., Anekwe, I. M. S., Tetteh, E. K., et al. (2023). Mycoremediation as a Potentially Promising Technology: Current Status and Prospects—A Review. Applied Sciences, 13(8), 4978. https://doi.org/10.3390/app13084978
Akhtar, N., & Mannan, M. A. (2020). Mycoremediation: Expunging environmental pollutants. Biotechnology Reports, 26, e00452. doi:10.1016/j.btre.2020.e00452
Alexander, R. (2019) Mushrooms Clean Up Toxic Mess, Including Plastic. So Why Aren’t They Used More?.
Ayilara, M. S., & Babalola, O. (2023). Bioremediation of environmental wastes: the role of microorganisms. Frontiers in Agronomy, 5, 1183691.
Biello, D. (2010) Slick Solution: How Microbes Will Clean Up the Deepwater Horizon Oil Spill. Disponible en: https://www.scientificamerican.com/article/how-microbes-clean-up-oil-spills/
Carpenter, S. (2021) The Race To Develop Plastic-Eating Bacteria. Disponible en: https://www.forbes.com/sites/scottcarpenter/2021/03/10/the-race-to-develop-plastic-eating-bacteria/?sh=7812f84b7406
Dar, A., & Naseer, A. (2022). Recent Applications of Bioremediation and Its Impact. IntechOpen. doi: 10.5772/intechopen.104959
Litchfield, C. (2005) Thirty Years and Counting: Bioremediation in Its Prime?. BioScience, 55, (3), 273–279, https://doi.org/10.1641/0006-3568(2005)055[0273:TYACBI]2.0.CO;2
Luna, N. (2022) Bacterias antárticas para limpiar suelos contaminados. Disponible en: https://www.unsam.edu.ar/tss/bacterias-antarticas-para-limpiar-suelos-contaminados/
Pertusini, G. (2023) Coming clean: the benefits of bioremediation. Disponible en: https://ww3.rics.org/uk/en/modus/natural-environment/land/benefits-bioremediation.html
Stone, M. (2015) The Plan to Mop Up the World’s Largest Oil Spill With Fungus. Disponible en: https://www.vice.com/en/article/jp5k9x/the-plan-to-mop-up-the-worlds-largest-oil-spill-with-fungus
Thwaites, J. M., Farrell, R. L., Duncan, S. D., Lamar, R. T., & White, R. B. (2007). Fungal-based remediation: treatment of PCP contaminated soil in New Zealand. Environmental bioremediation technologies, 465-479. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.
Imagen de portada: ©Jacob Kalichman
Fuente: Revista Endémico - https://endemico.org/biorremediacion-un-frente-a-desastres-toxicos/