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Descubren microorganismos altamente resistentes a los metales pesados en laguna altiplánica

Fecha: 20 marzo, 2017

Descubren microorganismos altamente resistentes a los metales pesados en laguna altiplánica

Investigación confirmó la existencia en Inka-Coya de huevos de diapausa, los que no eclosionan inmediatamente y pueden sobrevivir en el sedimento incluso durante 100 años, a la espera de que las condiciones del lugar sean más favorables.

El zooplancton acuático presente en la laguna altiplánica de Inka-Coya, en la localidad de Chiu-Chiu, Región de Antofagasta, presenta adaptaciones que les permiten sobrevivir en condiciones ambientalmente desfavorables, incluidas altas concentraciones de metales pesados. Los mecanismos de sobrevivencia utilizados por estos seres pueden abrir ventanas para el desarrollo de líneas de investigación aplicada, como pueden ser la biominería, medicina y biotecnología, entre otras, que pueden tener impacto en la industria y otros sectores productivos.

Así se desprende de una investigación liderada por la académica de nuestra Universidad, Dra. Adriana Aránguiz, que aporta información única sobre formas de vida microscópicas que habitan el altiplano chileno.

La investigadora del Departamento de Química explicó que estos microorganismos muestran concentraciones de cobre, arsénico y cadmio, muy superiores a las de organismos similares provenientes de otras zonas del país, lo que sugiere que están mejor adaptados para sobrevivir bajo estas especiales condiciones.

B. quadridentatus1ROTÍFEROS
Los microorganismos observados en el estudio corresponden a rotíferos, que son invertebrados acuáticos de pequeño tamaño (50-2000 micras) y de fácil cultivo en el laboratorio.
Los rotíferos de la clase Monogononta incluyen más de 1.500 especies, que habitan ambientes acuáticos, especialmente continentales. Debido a sus cortos ciclos reproductivos (10 días, aproximadamente) y altas tasas reproductivas, alcanzan con frecuencia altas densidades poblacionales. Forman una parte sustancial del zooplancton y juegan un rol crítico en tramas tróficas acuáticas.

“Trabajamos con 2 especies: Brachionus plicatilis y Brachionus quadridentatus, los que son herbívoros, es decir, se alimentan filtrando microalgas”, explicó la investigadora.
En terreno, las labores incluyeron el uso de dragas para sacar sedimentos desde donde fueron extraídos huevos, además del uso de redes de zooplancton y botellas para muestreo de agua. Todo este proceso se realizó a bordo de una embarcación menor, desde la cual el equipo científico realizó su trabajo en el altiplano.

Posteriormente, se dio paso a labores en laboratorio que consideraron el uso de distintas técnicas y la utilización de equipos especializados, como microscopios y estereomicroscopios para observar fito y zooplancton; una centrífuga para obtención de huevos desde el sedimento, un gabinete de bioseguridad y autoclave para mantención de cultivos, y un espectrofotómetro para contar algas.

HUEVOS
Los microorganismos recolectados en Inka-Coya muestran singulares adaptaciones que les permiten enfrentar ambientes extremos. Una de ellas es la generación de huevos de diapausa.
La investigadora señala que cuando las condiciones ambientales en la zona son favorables, la casi totalidad de la población de zooplancton del lugar está constituida por hembras asexuales que se reproducen con facilidad en la columna de agua. No obstante, cuando las condiciones desmejoran y son desfavorables, las hembras entran en una fase sexual, aparecen machos, y es posible apreciar reproducción sexual.

“Este tipo de reproducción da como resultado la producción de huevos de diapausa. Son huevos que no eclosionan inmediatamente, sino que se hunden en el sedimento y pueden sobrevivir en este estado por periodos largos de tiempo”, sostiene la investigadora, quien agrega que esta fase puede extenderse incluso por 100 años, hasta que las condiciones del lugar vuelvan a ser favorables.

Agrega que microrganismos (rotíferos) de las lagunas salobres de la zona altiplánica colocan grandes cantidades de huevos de resistencia, los que son más tolerantes que los de otras áreas. “Generar más diapausas y más tempranamente, es la estrategia que utilizan y que les permite sobrellevar condiciones en ambientes de metales pesados”.

B. plicatilis

MUESTRAS

Las muestras fueron recolectadas desde la columna de agua y de los sedimentos presentes en diversos sectores de Inka-Coya. Esta laguna está situada en el entorno del poblado de Chiu-Chiu, a unos 40 kilómetros al interior de Calama, y entre sus características presenta una forma de óvalo asimétrico, con una superficie aproximada de 1,30 hectáreas. Su agua es salada y está rodeada de flora y fauna adaptada a condiciones desérticas y de aridez.

En esta zona de especial belleza, las labores de recolección fueron realizadas por la Dra. Aránguiz con el apoyo de estudiantes tesistas del Departamento de Química, y con la colaboración de especialistas de otras instituciones de Educación Superior.

Posteriormente, las muestras fueron analizadas con equipos especializados en laboratorios ubicados en la Casa Central, donde fue posible obtener información destallada.
El desarrollo de la investigación forma parte de un proyecto Fondecyt de Iniciación de tres años de duración, cuya fase final está en ejecución en la actualidad. Información y resultados del estudio ya han generado cuatro publicaciones en revistas indizadas internacionales, causando expectación en el ámbito científico.

PROYECCIÓN
A nivel internacional, la investigación cuenta con la colaboración de investigadores europeos como el Dr. Manuel Serra, de la Universidad de Valencia (España), y el Dr. Diego Fontaneto, investigador del  Istituto  per lo Studio degli Ecosistemi, Verbania Pallanza, Italia.

Desde sus áreas de experticia, los especialistas del viejo continente colaboran con la investigación, tanto desde sus respectivos países, como a través de visitas al norte de Chile.
La calidad de la investigación también llamó la atención de científicos de la Universidad de Colonia (Alemania), quienes durante la realización del reciente workshop internacional “Tierra-Evolución en el límite de la aridez”, realizado en el Balneario de Hornitos, en la Región de Antofagasta, manifestaron su interés por conocer sobre la iniciativa.

Los investigadores germanos forman parte de un proyecto del Centro de Investigación Coordinada (CRC 1211), y que financia el Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG de Alemania. Este trabajo multidisciplinario busca estudiar aspectos relacionados con ambientes extremadamente áridos, por lo que el trabajo de la Dra. Aránguiz forma parte de su área de interés y los motivó a tomar contacto con la investigadora de la UCN.

Los resultados finales del estudio serán dados a conocer próximamente, lo que abre perspectivas para ampliarlos o profundizarlos en el futuro. No obstante, ya han sido presentados resultados en revistas científicas indizadas, congresos nacionales e internacionales, así como a través de otras formas de difusión. Entre estas últimas resaltan las Ferias de Investigación de la UCN; la presencia en la iniciativa “1.000 científicos-1000 aulas” de Conicyt, y la próxima presentación de los avances del trabajo en la escuela del poblado de San Francisco de Chiu Chiu.

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