Microorganismos aliados

Los microorganismos –bacterias, eucariontes, protozoos y algunos hongos que no son visibles al ojo desnudo– son organismos primitivos que han evolucionado solos o asociados a otros, y están presentes en suelos, agua y aire en todo el planeta; además, interactúan con las plantas, los animales y el ser humano.

Se estima que existen trillones de especies de microbios en la Tierra, y en el cuerpo humano viven al menos unos 100 millones de millones de microorganismos, principalmente bacterias, los cuales difieren según la parte del cuerpo que colonicen.

Los científicos han estudiado, durante décadas, las características de los microorganismos para conocer su tolerancia a factores ambientales, de qué se alimentan, las enzimas que producen, etc.

Incluso, la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio de Estados Unidos (NASA) ha buscado evidencia de vida microbiana en Marte con un vehículo rover, ha estudiado las comunidades microbianas en la Estación Espacial Internacional y la resistencia y capacidad de sobrevivir de cuatro especies de microorganismos expuestas a condiciones drásticas en la estratosfera.

Algunos microorganismos son patogénicos, es decir, que causan enfermedades, sin embargo, los que son benéficos tienden a ser mejores colonizadores que los patógenos. Técnicamente, los virus no se consideran microorganismos, pero se estudian como tales porque se comportan de manera similar.

Los organismos microscópicos “buenos” cumplen importantes funciones para la conservación del ambiente, pueden descomponer materia orgánica, fijar nutrientes en el suelo, controlar plagas agrícolas, restaurar suelos y tratar aguas contaminadas. Además, contribuyen a la salud humana y tienen múltiples aplicaciones en la agricultura y en el desarrollo de fármacos y productos alimenticios e industriales.

Entre los microorganismos benéficos están las bacterias que ayudan a las plantas a fijar nitrógeno; los hongos tipo micorriza (en las raíces) que ayudan a las plantas a captar fósforo y las micorrizas que promueven el crecimiento y vigor de las plantas. También hay bacterias que viven asociadas a animales y humanos con la función de probióticos, explica el Dr. Luis Mejía, investigador del Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (Indicasat AIP).

“En el sector de alimentos, los microorganismos son aliados y cada uno tiene diferentes usos y beneficios. Los que más se utilizan son los hongos, levaduras y bacterias. Muchos alimentos son hechos con microorganismos fermentadores, como yogur, carnes y conservas. En la elaboración de panes y cervezas se usa levadura”, menciona el Dr. José Brandao, doctor en tecnología de alimentos e investigador del Centro de Producción e Investigaciones Agroindustriales de la Universidad Tecnológica de Panamá (UTP).

Añade que los microorganismos benéficos son capaces de crear vitaminas que el ser humano no puede crear, son promotores de provitaminas y ayudan a una mayor absorción de vitaminas y minerales. Además, los probióticos mantienen una buena flora intestinal, un metabolismo más rápido, e incluso, puede tener un efecto en adelgazar. “Al tener un producto alto en organismos benéficos, disminuimos la posibilidad de tener patógenos en el mismo”, señala el Dr. Brandao.

Las técnicas biotecnológicas como el cultivo de tejidos, la biología celular y el uso de nuevos sustratos son importantes para mejorar microorganismos, crear otros nuevos para ofrecer sabores innovadores o propiedades nutricionales en productos e, incluso, para entender mejor los microorganismos patógenos y cuidar la salud de la población.

En las plantas se encuentra una gran cantidad de hongos microscópicos que causan enfermedades y destruyen cosechas, pero también hay microorganismos “buenos” que les confieren protección contra los patógenos.

El Dr. Mejía, en conjunto con investigadores de la Universidad de Panamá (UP), el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales, la Universidad Autónoma de Chiriquí (Unachi), el Instituto de Innovación Agropecuaria de Panamá (Idiap) y otros, ha estudiado cuáles son las comunidades de microorganismos asociadas a cultivos de importancia agrícola, como el cacao y el café, para identificar cuáles podrían beneficiar a las plantas, aumentando sus defensas contra patógenos.

“En el caso del cacao y el café, hemos identificado microorganismos con gran potencial para controlar patógenos. Más recientemente, estamos tratando de identificar los mecanismos mediante los cuales estos microbios pueden controlar enfermedades importantes en estos cultivos y, también, estamos identificando las maneras más sencillas de llevar estos microbios benéficos a la producción agrícola de tal manera que los productores puedan utilizarlos”.

En octubre de 2020 comenzó el proyecto “Alcanzando el potencial de los microbios nativos en el sector agrícola a la vez que se generan beneficios ambientales globales, de acuerdo con las disposiciones del Protocolo de Nagoya”, que es implementado por el Ministerio de Ambiente, con apoyo del Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo, el Indicasat y con el financiamiento del Fondo Mundial para Medio Ambiente. También incluye al Idiap, la Unachi y la UP.

El primer componente del proyecto comprende el desarrollo de un producto a base de microorganismos para proteger cultivos como el café, tomando en cuenta la conservación de las áreas protegidas cerca de los cafetales en la provincia de Chiriquí, en el Parque Internacional La Amistad y el Parque Volcán Barú, que funcionan como fuente de microbios nativos que son importantes para la producción agrícola en la zona.

El segundo componente busca facilitar el acceso a recursos genéticos y a los beneficios compartidos que se puedan derivar del uso de dichos recursos. Y el tercero, contempla dar seguimiento a las actividades del proyecto, con un enfoque de género.

¿Qué efecto podría tener el cambio climático en los microorganismos y sus funciones? El Dr. Mejía comenta que, en algunas regiones o zonas los efectos del cambio climático van a acentuar los daños causados por enfermedades y plagas. En ese sentido, ya ha empezado a explorar el uso de microorganismos bajo diferentes condiciones, por ejemplo, qué pasará con un cultivo cuando la temperatura promedio aumente 1 o 2 grados.

“Estamos empezando a estudiar posibles combinaciones de cambio climático, viendo si un microorganismo que es benéfico para una planta en una condición actual pudiese seguir siéndolo en un escenario futuro. En muchos estudios ya se han identificado microorganismos que pueden ayudar a las plantas a tolerar estrés hídrico o sequías, y el estrés por calor o aumento de temperatura. Hay una rica biodiversidad de microorganismos que pueden ser usados para ayudar en la producción agrícola bajo nuevas condiciones de estrés por el cambio climático, pero solo una fracción ha sido utilizada en una aplicación agrícola. Considero que los recursos genéticos, los microbios, en particular, representan un gran potencial y debemos colaborar en su conservación y la de sus ecosistemas”, plantea el Dr. Mejía.

Los microorganismos también se emplean para descontaminar aguas y suelos. El profesor José Him Fábrega, del laboratorio de microbiología del Centro Regional Universitario de Veraguas de la Universidad de Panamá (CRUV), menciona que en otros países desde hace mucho tiempo se han usado bacterias como pseudomonas para eliminar el cianuro de aguas contaminadas por los procesos de extracción de oro.

“En el laboratorio hemos desarrollado investigaciones sobre la contaminación de las aguas de los ríos y de los pozos que se usan como fuente de agua. Desde el año 2006 estamos viendo la contaminación por desechos orgánicos de materia fecal producto de la actividad humana (ganadería, porquerizas, pollos). Tratamos de determinar el grado de contaminación en ríos de Veraguas, entre ellos, Santa María, San Pedro y San Juan. Ahora estamos en un proyecto con otros colegas para ver el estado de los ríos que desembocan en el golfo de Montijo y que podrían afectar al Parque Nacional Coiba”, detalla el microbiólogo José Him.

En los cultivos, los microorganismos son una opción para reemplazar el uso de plaguicidas y fungicidas. En el laboratorio del CRUV hicieron un estudio para evaluar la eficacia de un producto elaborado con una mezcla de microorganismos vivos que se aplica en el suelo antes de sembrar. En este caso, se trató del cultivo de arroz y se encontró que, al usar el producto de microorganismos, se favorece una microbiota en el suelo que permite que el arroz crezca mejor.

En otro trabajo, buscaron microorganismos en suelos contaminados con aceite de carro para verificar si estos consumen el aceite. “Sacamos muestras del suelo y obtenemos los microorganismos de allí que podamos cultivar. Los estudios han sido compatibles con resultados de otros países, obteniendo bacterias grampositivas que casi siempre dan buenos resultados. En algunos casos, el aceite se fue degradando en un sistema. Esos organismos se podrían ir mejorando a través de técnicas genéticas para degradar la contaminación por hidrocarburos.