Célula procariota, ¡soy una bacteria!

Célula procariota, soy una bacteria

Soy una bacteria, uno de los seres vivos más pequeños que existen. Estoy formado por una célula procariota, con su pared celular, su membrana plasmática, su citoplasma y su nucleoide. A veces también tengo flagelo, con el que me muevo. Tengo muchas formas y tamaños: circulares (cocos), en forma de bacilo, alargados o espiroquetas. La mitad de las células de tu cuerpo son bacterias, así que ¡mucho ojo con nosotras!

La fuente:

https://microbioun.blogspot.com/2016/10/cuantas-bacterias-tenemos-en-nuestro.html

Microorganismos terrestres que vuelan… hasta la estratosfera

Existen microorganismos que pueden volar… Bueno, no es del todo correcto que puedan volar por si solos pero sí que están presentes en el aire a distintas alturas (incluso en la Estratosfera, a unos 20.000 metros de altitud). De hecho, esto no es nuevo ya que Louise Pasteur para refutar la teoría de la Generación Espontánea se subía a lo alto de las montañas para encontrar microorganismos en la atmósfera… ¡y los encontraba! (según cuentan, subió al monte Poutet en los Alpes con recipientes llenos de caldo de cultivo esterilizados para abrirlos allí y demostrar que si crecían microorganismos, era del aire de la montaña).

Si bien esto que digo no es nuevo, si es una de las principales ideas que soportan la teoría de la Panspermia, es decir, que la vida en nuestro planeta pudo venir de fuera (de fuera de nuestro planeta se entiende). De hecho, es muy importante que los microorganismos puedan resistir las condiciones atmosféricas y de radiación ya que así, podrían viajar por la atmósfera o estar presente en algún asteroide o meteorito que haya chocado con la Tierra, y así empezar la vida. Aunque esto es otra historia…

El caso es que hay algunos estudios científicos que han conseguido cultivar en el laboratorio microorganismos de muestras que han estado a distintas alturas. El caso del que hoy os comento son las recogidas por el avión Lockheed Martin ER-2, un avión militar preparado para volar a alturas estratosféricas de 20.000 metros, y que la NASA y su ya extinto Cosmic Dust Lab tenían para sus estudios de la composición atmosférica.

¿Qué tipo de microorganismos “viven” en la Estratosfera?
Pues los que son capaces de formar esporas, unas estructuras que algunos microorganismos pueden desarrollar para protegerse de las condiciones adversas como las atmosféricas (con una alta radiación ultravioleta, que afecta al material genético). Según este estudio, han encontrado entre 4 hongos y 70 bacterias formadoras de colonias (UFC´s). Para el caso de los hongos, coinciden con el género Penicilium y las bacterias Bacillus luciferensis, un tipo de microorganismo que fue encontrado por primera vez en suelos de origen volcánico de las Islas Candelaria, de archipiélago South Sandwich (Antártida).

¿De dónde vienen estos microorganismos?
Pues según los investigadores, hay varias formas por las que los microorganismos puedan llegar a la estratosfera, entre los que destacan las tormentas de arena, erupciones volcánicas (como parece ser el caso del Bacillus luciferensis) y algunas actividades antropogénicas como las pruebas de bombas atómicas y los despegues de aeronaves, que como podemos ver en esta web, han sido unos cuantos.

Las fuentes:

Niall A. Logan, Liesbeth Lebbe, An Verhelst, Johan Goris, Gillian Forsyth, Marina Rodriguez-Diaz, Marc Heyndrickx‹and Paul De Vos. (2002). Bacillus luciferensis sp. nov., from volcanic soil on Candlemas Island, South Sandwich archipelago. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (2002), 52, 1985–1989 DOI: 10.1099/ijs.0.02282-0 

Griffin D.W. (2004). Terrestrial microorganisms at an altitude of 20,000 m in Earth´s atmosphere. Aerobiologia, 20: 135-140. 

Nanotecnología y agricultura

La nanotecnología o “el arte de lo pequeño” utiliza y diseña materiales a escala atómica (normalmente entre 1 y 100nm, o lo equivalente en metros: entre 0,000000001 y 0,0000001 metros) que en la actualidad tiene enorme repercusión en campos tan variados como la electrónica, la medicina, la farmacia, la ingeniería e incluso la agricultura. De hecho, se ha acuñado el término “nanobiotecnología”, que combina numerosas disciplinas científicas tan variadas como la biotecnología, la nanotecnología, el procesamiento químico, la ciencia de los materiales y la ingeniería de sistemas.
Para el caso de la agricultura, la nanotecnología puede aplicarse (y ya se está haciendo) para el tratamiento de algunas enfermedades de las plantas, para la detección precoz de los patógenos que las producen, para la mejora de la asimilación de nutrientes esenciales por las plantas e incluso la construcción de nanobiosensores importantes en determinados procesos biológicos. Su uso puede incrementar la eficacia de los pesticidas e insecticidas comerciales reduciendo su cantidad de aplicación al suelo a unas dosis significativamente menores requeridas para los cultivos con la mejora medioambiental que eso implica.
Como sabemos, la agricultura tiene una gran importancia ya que es la base del sustento de los más de 7000 millones de habitantes de nuestro planeta (el 50% viven en Asia). Los insectos, las plagas y las malas hierbas producen una gran cantidad de pérdidas anuales que algunos estudios estiman entre el 13 y el 14% de la producción total agrícola. Las estrategias tradicionales para reducir estas pérdidas se basan en estrategias como la rotación de los cultivos, el uso de variedades de plantas sanas y resistentes, cambios en los periodos de siembra y el manejo integrado de las plagas, que implica un control biológico de las mismas. Si bien son efectivas a escala pequeña, con la industrialización de la agricultura estas técnicas han sido desechadas con el tiempo por otras más efectivas y al mismo tiempo, más agresivas con el medio ambiente. Se han utilizado compuestos químicos sintéticos para controlar y reducir estas pérdidas. De hecho, la gran revolución vino con el descubrimiento durante la 2ª Guerra Mundial del DDT, un compuesto químico que en pequeñas dosis se mostraba altamente efectivo contra los insectos. Desde entonces se extendió su uso (y abuso), sobre todo en la época de “la revolución verde” y esto desarrolló la investigación y síntesis de una gran cantidad de compuestos químicos (algunos orgánicos como los órganofosforados y otros con metales pesados como mercurio, plomo, arsénico y cobre) con igual o incluso mayor potencial insecticida que el DDT. Uno de los problemas del empleo masivo de estas sustancias es que también eliminaron junto a los insectos y plagas, a sus enemigos naturales. Además, su abuso durante muchos años ha generado una presión selectiva que en la actualidad han generado muchas especies resistentes a los mismos. Algunos estudios hablan de 270 especies de malas hierbas resistentes a herbicidas, 150 patógenos de plantas resistentes a los fungicidas y entorno 500 especies de insectos resistentes a los pesticidas. Finalmente, a todo esto hay que sumarle que este tipo de sustancias producen graves problemas para la salud humana y para el medio ambiente… El control biológico es otra de las estrategias utilizadas para el control de plagas. Los enemigos naturales son la mejor baza para reducir y controlar a los insectos sin eliminarlos del todo. Se han ensayado muchos agentes biológicos siendo los más efectivos para el biocontrol las bacterias y los hongos. Un ejemplo de estos microorganismos son el Bacillus thurigensis que infesta el tracto digestivo de los insectos y de los hongos podemos citar a los del género Trichoderma.
Los métodos comentados anteriormente presentan algunas limitaciones debido a sus efectos medioambientales (los primeros) y a la baja eficacia (los segundos). De ahí que en los últimos años unido a su gran desarrollo, la nanotecnología empiece a ser un campo muy prometedor en la agricultura que ya está generando muy buenos resultados. Ya existen estudios que confirman que las nanopartículas metálicas son efectivas contra los patógenos de plantas, insectos y plagas. De hecho, las nanopartículas se pueden usar como nuevas formulaciones de pesticidas, insecticidas y de repelentes de insectos mediante técnicas de nanoemulsión o nanoencapsulación. Se han ensayado nanopartículas de sílice, de polientilen glicol, de plata, de aluminio, de óxido de cinc y de dióxido de titanio con resultados prometedores.
El futuro de la industria agrícola puede pasar por usar estos materiales como nanopesticidas, nanofungicidas y nanoherbicidas y algunas empresas ya los estás desarrollando. En definitiva, la aplicación de la nanotecnología a la agricultura es una alternativa más respetuosa con el medio ambiente para el caso concreto del control de insectos y plagas que los métodos químicos que tantos problemas medioambientales han generando. De hecho, cada vez salen más estudios que detectan este tipo de sustancias en lugares y organismos que nunca han estado expuestos como es el caso de los hielos de la Antártida. A pesar de todo esto, la nanotecnología también tiene sus detractores que apelan a nuestro espíritu crítico ya que argumentan que la nanotecnología no es una panacea como aparenta ser. Habrá que seguir investigando para poder responder a todas estas cuestiones…
 
La Fuente:
 Rai, M., & Ingle, A. (2012). Role of nanotechnology in agriculture with special reference to management of insect pests Applied Microbiology and Biotechnology, 94 (2), 287-293 DOI: 10.1007/s00253-012-3969-4