Esto hace que sea mucho más fácil desarrollar sistemas biológicos de soporte vital sostenibles para los seres humanos en el planeta rojo, según un estudio publicado en Frontiers of Microbiology.

«Aquí mostramos que las cianobacterias pueden usar gases disponibles en la atmósfera marciana, a una presión total baja, como su fuente de carbono y nitrógeno. En estas condiciones, las cianobacterias mantuvieron su capacidad para crecer en agua que contenía solo polvo similar a Marte y aún podrían para alimentar a otros microbios. Esto podría ayudar a que las misiones a largo plazo a Marte sean sostenibles», dice el autor principal, el doctor Cyprien Verseux, astrobiólogo que dirige el Laboratorio de Microbiología Espacial Aplicada en el Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad (ZARM) de la Universidad de Bremen.

Las cianobacterias han sido durante mucho tiempo consideradas candidatas para impulsar el soporte vital biológico en misiones espaciales, ya que todas las especies producen oxígeno a través de la fotosíntesis, mientras que algunas pueden fijar el nitrógeno atmosférico en nutrientes.

Una dificultad es que no pueden crecer directamente en la atmósfera marciana, donde la presión total es menos del 1 % de la de la Tierra, 6 a 11 hPa, demasiado baja para la presencia de agua líquida, mientras que la presión parcial del gas nitrógeno, 0,2 a 0,3 hPa, es demasiado bajo para su metabolismo. Pero recrear una atmósfera similar a la de la Tierra sería costoso: los gases tendrían que ser importados, mientras que el sistema de cultivo tendría que ser robusto – por lo tanto, pesado para el transporte – para resistir las diferencias de presión. Entonces, los investigadores buscaron un término medio: una atmósfera cercana a la de Marte que permita que las cianobacterias crezcan bien.

Para encontrar las condiciones atmosféricas adecuadas, Verseux y sus colaboradores desarrollaron un biorreactor llamado Atmos (Probador de atmósfera para sistemas orgánicos con destino a Marte), en el que las cianobacterias pueden cultivarse en atmósferas artificiales a baja presión. Cualquier entrada debe provenir del propio Planeta Rojo: aparte del nitrógeno y el dióxido de carbono, los gases abundantes en la atmósfera marciana y el agua que podría extraerse del hielo, los nutrientes deben provenir del «regolito», el polvo que cubre planetas y lunas similares a la Tierra. Se ha demostrado que el regolito marciano es rico en nutrientes como fósforo, azufre y calcio.

Atmos tiene nueve recipientes de 1 litro hechos de vidrio y acero, cada uno de los cuales es estéril, calentado, controlado por presión y monitoreado digitalmente, mientras que los cultivos en el interior se agitan continuamente. Los autores eligieron una cepa de cianobacterias fijadoras de nitrógeno llamada Anabaena porque las pruebas preliminares mostraron que sería particularmente bueno para usar los recursos marcianos y ayudar a cultivar otros organismos. Se ha demostrado que las especies estrechamente relacionadas son comestibles, adecuadas para la ingeniería genética y capaces de formar células inactivas especializadas para sobrevivir en condiciones adversas.

Verseux y sus colegas primero cultivaron Anabaena durante 10 días bajo una mezcla de 96 % de nitrógeno y 4 % de dióxido de carbono a una presión de 100 hPa, diez veces más baja que en la Tierra. Las cianobacterias crecieron tan bien como bajo el aire ambiente. Luego probaron la combinación de la atmósfera modificada con regolito. Debido a que nunca se ha traído ningún regolito de Marte, utilizaron un sustrato desarrollado por la Universidad de Florida Central (llamado «Mars Global Simulant») en su lugar para crear un medio de crecimiento. Como controles, Anabaena se cultivó en medio estándar, ya sea al aire ambiente o bajo la misma atmósfera artificial de baja presión.

Las cianobacterias crecieron bien en todas las condiciones, incluso en regolito bajo la mezcla rica en nitrógeno y dióxido de carbono a baja presión. Como se esperaba, crecieron más rápido en un medio estándar optimizado para cianobacterias que en Mars Global Simulant, en cualquier atmósfera. Pero esto sigue siendo un gran éxito: si bien el medio estándar debería importarse de la Tierra, el regolito es omnipresente en Marte. «Queremos utilizar como nutrientes los recursos disponibles en Marte, y solo esos», dice Verseux.

La biomasa seca de Anabaena se molió, se suspendió en agua estéril, se filtró y se usó con éxito como sustrato para el crecimiento de la bacteria E. coli, lo que demuestra que se pueden extraer azúcares, aminoácidos y otros nutrientes para alimentar a otras bacterias, que son menos herramientas robustas pero probadas para la biotecnología. Por ejemplo, E. coli podría modificarse más fácilmente que Anabaena para producir algunos productos alimenticios y medicamentos en Marte que Anabaena no puede.

Los investigadores concluyen que las cianobacterias productoras de oxígeno y fijadoras de nitrógeno se pueden cultivar de manera eficiente en Marte a baja presión.

 febrero 20/2021 (Europa Press) Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Nota:

El pascal (símbolo Pa) es la unidad de presión del Sistema Internacional de Unidades (SI). Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma.  1 Pa = kg/m s2

El hectopascal (hPa): Unidad de presión del sistema internacional, equivalente a 100 pascales, utilizada en meteorología para expresar la presión atmosférica. (Símb. hPa).

Si bien el transporte de polvo del Sahara a través del océano Atlántico ocurre con cierta frecuencia, el evento de estos últimos días “es de relevancia por el impacto que tiene tanto a nivel atmosférico, como para la salud humana”, afirmaron los especialistas en ciencias atmosféricas de la Escuela de Física de la Universidad de Costa Rica (UCR), Dra. Ana María Durán Quesada y Dr. Marcial Garbanzo Salas.

“En la región, estas nubes de polvo provenientes de las tormentas sobre el desierto son transportadas por la circulación del viento dominante del este. Con la aceleración del viento que caracteriza al jet de bajo nivel del Caribe, el polvo es transportado con mayor eficiencia, por lo que alcanza distancias mayores”, detalló Durán.

Esta masa de polvo se encuentra ya en toda América Central. En Costa Rica es perceptible en forma de bruma blanca, lo cual reduce la visibilidad y genera mayor calor y ráfagas de viento ocasionales, informó el Instituto Meteorológico Nacional (IMN). Además, pronosticó que la presencia del polvo se percibirá en el territorio nacional el resto de la semana.

Efectos en la salud humana

Debido al tamaño de las partículas (menores a 100 micras), estas son respirables, por lo que representan un riesgo para las personas con enfermedades respiratorias, como asma o bronquitis crónica.

Este polvo consiste en partículas de roca mineral muy pequeñas y, aunque no se puedan detectar a simple vista (excepto en grandes concentraciones), logran ingresar en el sistema respiratorio.

Los efectos incluyen irritación de las vías respiratorias y alergias. Por lo tanto, se recomienda el uso de mascarillas faciales con filtro y reducir las actividades al aire libre para evitar la exposición al polvo sahariano.

Impacto en los ecosistemas

El polvo del desierto tiene efectos benéficos para los ecosistemas, ya que contiene una gran cantidad de nutrientes. Por ejemplo, minerales como el fósforo y el hierro, que contribuyen con el crecimiento de las plantas.

Al mismo tiempo, estas nubes de polvo contribuyen con el transporte de microorganismos, como esporas de hongos y bacterias, lo que puede generar efectos negativos sobre diferentes organismos, incluidos los humanos, señalaron los expertos de la UCR.

Importancia para procesos atmosféricos

Este fenómeno tiene efectos en la regulación de la temperatura en la parte baja de la atmósfera e influencia sobre la formación de las nubes y de los ciclones.

“El polvo afecta el balance de la radiación en la atmósfera, ya que las partículas de polvo tienen la capacidad de absorber y dispersar la radiación. Las partículas de mayor tamaño pueden absorber la radiación de onda larga, lo que favorece el calentamiento de la parte baja de la atmósfera. Por el contrario, las partículas de menor tamaño pueden dispersar la radiación de onda corta (proveniente del Sol) y contribuyen con un efecto de enfriamiento”, explicó Durán.

Los expertos indicaron que el polvo tiene el potencial de absorber la humedad de la atmósfera, necesaria para la formación de los ciclones, y contribuye a crear condiciones de estabilidad en la atmósfera, que pueden inhibir el desarrollo de estos fenómenos meteorológicos.

Por último, el polvo del desierto puede producir cambios en la coloración del atardecer, ya que las partículas de polvo dispersan la luz del Sol, con lo cual se intensifica la coloración anaranjada y rojiza de los atardeceres.

julio 04/2020 (Dicyt)

NOTA: Los lectores del dominio *sld.cu pueden acceder al texto completo a través de Hinari,

http://hinari-gw.who.int/whalecomwww.nature.com/whalecom0/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo1083.html