El deshielo del Permafrost ecología del suelo y patógenos
Fuente: Colaje imágenes Google
La historia se repite, la historia interminable o un bucle de la historia. Cada vez que los científicos escarban en el permafrost y detectan/analizan rastros de vida u organismos vivos, se repite la cantinela de los riesgos que tales masas de hielo y suelo pueden producir para la humanidad, al retornarnos viejos patógenos, nuevos/antiguos peligros la supervivencia en los seres humanos. Es cierto, no lo dudo. Ahora bien, que ¡falta de originalidad! Entiendo que cuando se descubrieron virus en el deshielo del permafrost la noticia genera esa inquietud. Sin embargo, tener acongojados a los ciudadanos continuamente, lo único que puede conseguir es que estos cambien de canal o simplemente se desinteresen ante tanta “rebuznancia”. La noticia que os ofrecemos hoy lleva por título: “Los patógenos antiguos que emergen del derretimiento del hielo y el permafrost corren el riesgo de erosionar los ecosistemas ”. Sin embargo, leyendo entre líneas surgen interesantes evidencias sobre la estructura, composición y posible comportamiento del ecosistema suelo, como os vamos a relatar. La palabra a la hora de entender la historia es la de Criptobiosis. Wikipedia nos define este concepto así: “Criptobiosis es un estado que consiste en la suspensión de los procesos metabólicos, en la que algunos seres vivos entran cuando las condiciones ambientales llegan a ser extremas. Un organismo en estado criptobiótico puede vivir indefinidamente hasta que las condiciones vuelvan a ser de nuevo tolerables”.
Los científicos han logrado hacer revivir una especie desconocida de nematodo a la que han denominado “Panagrolaimus kolymaensis” y que llevaba atrapado en el permafrost unos 46.000 años. Y vuelta a empezar con las pandemias, cuando no tiene mucho sentido. Panagrolaimus (Panagrolaimidae, Rabditida), resulta ser un nematodo de vida libre que se alimenta de los microrganismos que consumen la materia orgánica en descomposición. Si, ¡rabditidos!, como la conocida cobaya de los laboratorios Caenorhabditis elegans. No se trata de un singular análogo, sino de las especies de nematodos, que ha sido mejor estudiada en todos los sentidos, a años luz de las restantes. Seguramente otras muchas especies tengan tales rasgos genéticos. Junto a ella también descubrieron otra especie de un género de este reino animal denominado “Plectus” y que suele habitar en áreas en donde abundan los musgos y los líquenes (liquenícolas, muscícola), muy abundantes en las las gélidas regiones siberianas.
Sin embargo, siguiendo el hilo argumental de Wikipedia : Los criptobiontes han sido clasificados en: a) aquellos en los que el estadio criptobiótico puede aparecer solo en un específico estado de desarrollo ontogenético y b) aquellos que pueden entrar en criptobiosis en cualquier estadio de su ciclo de vida. La primera categoría incluye especies de artrópodos, crustáceos, braquiópodos, insectos, esporas de ciertos hongos y bacterias, así como polen y semillas de algunas plantas; en tanto que la segunda categoría principalmente incluye especies de protozoarios, rotíferos, nematodos, tardígrados, ortópteros y varias especies de musgos, líquenes y algas, así como también algunas plantas superiores.
Si tienen unos mínimos conocimientos de biología y ecología del suelo, comprobarán, que la criptobiosis afecta a la mayoría de los microorganismos e invertebrados del suelo, al margen de otros seres vegetales que curiosamente ya han sido citados. De hecho, los Tardígrados, también criptobióticos, ya han demostrado poder sobrevivir en estado de latencia en el espacio, como os comentamos en su día. Por lo tanto, lo que aparecía ser una novedad de envergadura resulta ser tan solo la punta del iceberg.
Así pues, podemos conjeturar que una parte muy considerable de los organismos que habitan en el suelo, atesoran una resistencia impresionante, lo cual daría lugar a una recuperación muy rápida de los suelos helados, si no se alteraran otras condiciones ambientales, que por desgracia suelen acompañar al deshielo del permafrost. ¿Hasta qué punto? ¿Cómo afecta la criptobiois la resiliencia de los suelos? Esto, es exactamente este el que nos importa a los edafólogos y como corolario que este hallazgo sea de nuestro interés. Debía comenzar a investigarse este tema, con independencia de rescatar especies que vivían, o mejor dicho descansaban “cripobióticamente” allí en el suelo. Tales estudios nos podrán ayudar a analizar con mayor profundidad la resiliencia de los suelos.
Recordemos que los humanos modernos somos lo suficientemente torpes y estúpidos, como para embadurnarnos de epidemias y pandemias con los organismos vivos en nuestros contactos (como el alimento) con la naturaleza virgen viva. El caso de la pandemia del COVID es solo un ejemplo. Dejemos pues de asustar con el deshielo del permafrost cuando es una entre otras muchas alternativas con más probabilidades de sacudirnos dé lo lindo.
Juan José Ibáñez
Continúa……
Los patógenos antiguos que emergen del derretimiento del hielo y el permafrost corren el riesgo de erosionar los ecosistemas
por Staff Writers; Adelaide, Australia (SPX) 28 de julio de 2023
El cambio climático podría acelerar la liberación de patógenos «que viajan en el tiempo» del derretimiento del permafrost y el hielo que han estado atrapados durante milenios. Su aparición aumenta las amenazas al medio ambiente global e incluso a la humanidad misma.
Si bien el derretimiento de los glaciares y el permafrost corren el riesgo de resurgir muchos tipos de patógenos latentes, la destrucción potencial de los ecosistemas modernos planteada por estos microbios ha sido difícil de predecir.
Pero un nuevo estudio global realizado por el Dr. Giovanni Strona del Centro Común de Investigación de la Comisión Europea y Matthew Flinders Profesor de Ecología Global Corey Bradshaw de la Universidad de Flinders en Australia, publicado en la revista de acceso abierto PLOS Computational Biology, ha calculado los riesgos ecológicos planteados por la liberación de estos impredecibles microbios antiguos.
Los investigadores construyeron experimentos simulados donde patógenos digitales del pasado invaden comunidades de huéspedes similares a bacterias. Compararon los efectos de los patógenos invasores en la diversidad de bacterias huésped con los de las comunidades donde no se produjeron invasiones.
Los investigadores encontraron que en sus simulaciones, los antiguos patógenos invasores a menudo podían sobrevivir y evolucionar en el mundo moderno, y alrededor del 3% se volvió dominante en su nuevo entorno.
Alrededor del 1% de esos invasores presentaron resultados impredecibles: algunos causaron la extinción de hasta un tercio de las especies huésped, mientras que otros aumentaron la diversidad hasta en un 12% en comparación con las simulaciones donde no se permitió el escape en las simulaciones.
Los riesgos planteados por este 1% de patógenos liberados pueden parecer pequeños, pero dada la gran cantidad de microbios antiguos liberados regularmente en las comunidades modernas, los investigadores dicen que estos brotes representan un peligro sustancial.
«El debate científico sobre el tema ha estado dominado por la especulación, debido a los desafíos en la recopilación de datos o el diseño de experimentos para elaborar y probar hipótesis. Por primera vez, proporcionamos un análisis exhaustivo del riesgo que representan para las comunidades ecológicas modernas estos patógenos que ‘viajan en el tiempo’ a través de simulaciones informáticas avanzadas«, dice el autor principal, el Dr. Giovanni Strona.
«Descubrimos que los patógenos invasores a menudo podrían sobrevivir, evolucionar y, en algunos casos, volverse excepcionalmente persistentes y dominantes en la comunidad, causando pérdidas sustanciales o cambios en el número de especies vivas. Por lo tanto, nuestros hallazgos sugieren que las amenazas impredecibles hasta ahora confinadas a la ciencia ficción podrían en realidad representar un grave riesgo como poderosos impulsores del daño ecológico».
El profesor de la Universidad de Flinders, Corey Bradshaw, dice que los nuevos hallazgos muestran que el riesgo de invasión de patógenos desconocidos de «cisne negro» que pueden causar daños irreversibles no es insignificante.
«Desde esa perspectiva, nuestros resultados son preocupantes, porque apuntan a un riesgo real derivado de los raros eventos en los que los patógenos actualmente atrapados en el permafrost y el hielo producen graves impactos ecológicos. En el peor de los casos, pero aún completamente plausible, la invasión de un solo patógeno antiguo redujo el tamaño de su comunidad anfitriona en un 30% en comparación con nuestros controles no invasivos».
«Como sociedad, necesitamos comprender el riesgo potencial que representan estos microbios antiguos para que podamos prepararnos para cualquier consecuencia no deseada de su liberación en el mundo moderno. Los resultados nos dicen que el riesgo ya no es simplemente una fantasía contra la que no deberíamos estar preparados para defendernos».
Los investigadores utilizaron Avida, una plataforma de software de vida artificial desarrollada por la Universidad Estatal de Michigan, para construir y probar la liberación simulada de los patógenos digitales en comunidades biológicas.
Informe de investigación: Patógenos que viajan en el tiempo y su riesgo para las comunidades
Gusanos revividos después de 46.000 años congelados en el permafrost siberiano
Los científicos quieren entender cómo los gusanos sobrevivieron en condiciones extremas durante períodos de tiempo extraordinariamente largos.
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Por Orlando Mayorquin; julio 29, 2023
En un momento en que el poderoso mamut lanudo vagaba por la Tierra, hace unos 46.000 años, un minúsculo par de gusanos redondos se encerró en el permafrost siberiano.
Milenios más tarde, los gusanos, descongelados del hielo, se retorcerían de nuevo y demostrarían a los científicos que la vida podía detenerse, casi indefinidamente.
El descubrimiento, publicado esta semana en la revista revisada por pares PLOS Genetics, ofrece una nueva visión de cómo los gusanos, también conocidos como nematodos, pueden sobrevivir en condiciones extremas durante períodos de tiempo extraordinariamente largos, en este caso decenas de miles de años.
En 2018, Anastasia Shatilovich, científica del Instituto de Problemas Fisicoquímicos y Biológicos en Ciencias del Suelo RAS en Rusia, descongeló dos gusanos hembra de una madriguera fosilizada excavada por gofres en el Ártico.
Los gusanos, que fueron enterrados aproximadamente a 130 pies en el permafrost, fueron revividos simplemente poniéndolos en agua, según un comunicado de prensa del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética en Alemania.
Llamados Panagrolaimus kolymaensis, después del río Kolyma en Rusia, donde fueron encontrados, los gusanos fueron enviados a Alemania para su posterior estudio. Las criaturas, que tienen una vida útil medida en días, murieron después de reproducirse varias generaciones en el laboratorio, dijeron los investigadores.
Usando la datación por radiocarbono, los investigadores determinaron que los especímenes fueron congelados hace entre 45.839 y 47.769 años, durante el Pleistoceno tardío.
Los gusanos de aproximadamente un milímetro de largo fueron capaces de resistir temperaturas extremadamente bajas al entrar en un estado latente llamado criptobiosis, un proceso que los investigadores del instituto han estado tratando de entender.
No se había sabido que ningún nematodo alcanzara un estado tan latente durante miles de años a la vez, dijo el sábado Teymuras Kurzchalia, profesor emérito del instituto que participó en el estudio.
«El principal mensaje o resumen de este descubrimiento es que, en principio, es posible detener la vida por un tiempo más o menos indefinido y luego reiniciarla«, dijo el Dr. Kurzchalia.
Los investigadores identificaron genes clave en el nematodo que le permiten alcanzar el estado criptobiótico. Los mismos genes se encontraron en un nematodo contemporáneo llamado Caenorhabditis elegans, que también puede lograr criptobiosis.
«Esto nos llevó, por ejemplo, a entender que no pueden sobrevivir sin un azúcar específico llamado trehalosa», dijo el Dr. Kurzchalia. «Sin este azúcar, simplemente mueren».
Si bien no hay aplicaciones prácticas claras para una comprensión profunda de la criptobiosis, esa no debería ser una razón para detener la investigación, dijo el Dr. Kurzchalia.
El descubrimiento de los semiconductores, o de la estructura de doble hélice del ADN, dijo, tardó décadas en producir un uso práctico, pero finalmente resultó ser revolucionario.
«Ese es el interés de la ciencia», dijo. «Terminas en algún lugar que no suponías«.
La criptobiosis podría, tal vez algún día, ser diseñada por humanos, agregó.
Derretimiento del permafrost cerca del río Kolyma al suroeste de la ciudad de Chersky en el Lejano Oriente ruso en 2021.Crédito…Maxim Shemetov/Reuters
Otro investigador en el estudio, el Dr. Philipp Schiffer del Instituto de Zoología de la Universidad de Colonia, dijo que la aplicación más relevante de los hallazgos «es que en tiempos de calentamiento global podemos aprender mucho sobre la adaptación a condiciones ambientales extremas de estos organismos, informando estrategias de conservación y protegiendo los ecosistemas del colapso«.
El permafrost siberiano ha ofrecido durante mucho tiempo a la comunidad científica una ventana a los organismos del pasado distante.
Virus antiguos, cuerpos momificados y un conjunto de criaturas microscópicas han resucitado del hielo a lo largo de los años.
En medio de la pandemia de Covid, algunos han expresado su preocupación por desenterrar microorganismos antiguos, temiendo que hacerlo pueda tener consecuencias mortales para la humanidad.
El Dr. Kurzchalia admitió que, teóricamente, tal cosa era posible, aunque enfatizó que el estudio de estos organismos se lleva a cabo en entornos estériles y controlados por el laboratorio.
Una preocupación más prudente, en opinión del Dr. Kurzchalia, es la amenaza del calentamiento global que descongela significativamente el permafrost en Siberia. En ese caso, no habría control sobre lo que se reintroduce en el mundo.
Aunque los gusanos antiguos en el estudio murieron, ese resultado no fue inesperado dado su ciclo de vida, dijo el Dr. Kurzchalia.
«La Bella Durmiente, cuando salió, no vivió otros 300 años», dijo.
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