Proyectos IIBCE de Alto Impacto_ METHANOBASE

A través de una convocatoria de la ANII, IIBCE forma parte de un proyecto de 3 años en el que colaboran centros de investigación de varias partes del mundo. Se trata de un proyecto ERANet- LAC, llevado adelante por instituciones de América Latina, el Caribe, y Europa.
El nombre suena tan importante como su objetivo: METHANOBASE, una base de datos sobre las emisiones de metano en un escenario de cambio climático. Específicamente, METHANOBASE buscará obtener información significativa sobre la forma en que algunos microorganismos liberan metano a la atmósfera, en las condiciones actuales, y frente a un aumento de temperatura simulado en el laboratorio.

El metano es uno de los principales gases de efecto invernadero y por ende uno de los responsables del aumento global de la temperatura atmosférica. El objetivo principal del proyecto, entre otros, será evaluar el efecto del aumento de la temperatura en las emisiones de metano en los ambientes fríos. ¿Se van a incrementar o no?

Microorganismos Bioindicadores
Para prevenir perturbaciones ambientales de impacto negativo sobre el planeta, necesitamos evaluar escenarios posibles a futuro. Uno de estos escenarios es la vida en ambientes fríos que ya no lo son tanto. Con METHANOBASE se simulará un aumento de la temperatura, incubado los microorganismos encontrados en estos ambientes a temperaturas por encima de lo habitual. Durante la incubación, se medirá tanto la emisión como el consumo de metano.

¿Quiénes son los protagonistas?
Las arqueas y las bacterias, dos tipos de organismos procariotas, algunos de ellos muy primitivos, responsables de liberar y consumir este gas en nuestro medio.
¿Alguna vez escucharon culpar a las vacas del cambio climático? Ellas no son las responsables directas: tanto las vacas como nosotros tenemos arqueas en nuestro sistema digestivo, y es a través de su propio metabolismo que liberamos este gas. Como cada vez hay más vacas para nuestro consumo de carne, se las culpa de ser las principales generadoras del efecto invernadero*, aunque cuando hablamos sus emisiones de metano, nos referimos a los productos del metabolismo de las arqueas que llevan dentro.

Claudia Etchebehere y Celine Lavergne (francesa trabajando en la Universidad de Valparaíso en Chile)

Claudia Etchebehere, responsable del proyecto por el IIBCE y Celine Lavergne (francesa trabajando en la Universidad de Valparaíso en Chile)

Un proyecto internacional 
En estos tres años que ya comenzaron a correr, se tomarán muestras de 3 lugares del mundo bien alejados: Alaska, Siberia y Punta Arenas. Estos sitios representan los ecosistemas Ártico, Subártico y Subantártico respectivamente y se eligieron porque allí, el suelo pasa una temporada congelado y esto evita que entre oxígeno. Como las arqueas que emiten metano son anaerobias, viven en ausencia de oxígeno, en estos suelos existe mayor capacidad de metabolizarlo. Además, los ambientes fríos son más sensibles a los cambios de temperatura. Otro punto importante es que los 3 sitios tienen un tipo de ecosistema de suelo específico llamado peatland o turbera, donde se acumula materia orgánica favoreciendo el metabolismo. Por último, todos cuentan con laboratorios cerca para procesar las muestras.

ERANet-LAC se lleva a cabo por un consorcio de grupos de investigación: Las Universidades de Valparaíso y Magallanes de Chile, el grupo Ecolab de Toulouse, Francia, donde trabaja la directora, Dr Maialen Barret, el grupo Biodiversity and Evolution Genomics de Bélgica, uno especializado en transcriptómica de la Universidad de Tromso de Noruega, otro de la Universidad Fairbanks de Alaska, el laboratorio de Geocriología de Igarka, Siberia y el IIBCE de Montevideo.
Cada grupo de investigación pondrá su parte para avanzar en el estudio de la estructura de las comunidades microbianas ligadas al metabolismo de metano y su relación con las condiciones ambientales donde viven.

Se realizarán 3 muestreos en total. Uno ya se hizo en Punta Arenas, otro está ocurriendo ahora será en Alaska (junio) y el último en Siberia, en julio y agosto. En cada muestreo, primero se miden las emisiones en el lugar mismo, in situ. Esto es posible gracias a un dispositivo que permite detectar los flujos de gases metano (CH4), CO2 y O2, que se medirán en los suelos cerca de los lagos, en las turberas y en la propia agua.

Armando Sepulveda (mexicano que trabaja en la Universidad de Magallanes en Chile) y Celine.

Armando Sepulveda (mexicano que trabaja en la Universidad de Magallanes en Chile) y Celine, realizando los muestreos.

Además de las mediciones de flujo de gases in situ, se tomarán varias muestras que se llevarán al laboratorio para extraerle su ADN y ARN. El ADN permitirá estudiar qué bacterias y qué arqueas hay, con el gen marcador 16S del ADN ribosomal. Para ver qué pasaría si aumentara la temperatura, será justamente el grupo del IIBCE quien realice la simulación, incubando las muestras con el sustrato adecuado, en este caso Acetato o Hidrógeno. Luego de un tiempo considerable de incubación, de aprox. 100 días, ya que las arqueas metanogénicas crecen lento, se medirá la producción de metano hasta que se acabe el sustrato.

Con los análisis de ADN se verá qué especies fueron favorecidas en ese cambio de temperatura. También se determinarán los genes de una enzima específica de las arqueas y otro gen específico de las bacterias que consumen metano. Esto permitirá cuantificar el porcentaje de estos genes por gramo de suelo y ver cuántos hay de un tipo u otro, el pool genético. Por último, se buscará evaluar qué ambientes tienen más producción o más consumo, si la materia orgánica favorece o desfavorece un proceso u el otro, entre otros aspectos de la ecología microbiana.

Celine y Bruna en el Instituto de Geofisica de la Universidad de Alaska en Fairbanks

Celine y Bruna en el Instituto de Geofisica de la Universidad de Alaska en Fairbanks

Otros aportes del proyecto
Todos los datos del proyecto servirán para aumentar la base mundial de datos sobre la biodiversidad del planeta, a su vez la base de datos de las potenciales funcionalidades de las comunidades de microorganismos. En particular, el grupo de Bélgica que está desarrollando una base de datos georeferenciados de microorganismos de ambientes fríos, aumentará su cobertura. Por ahora se llama mARS, pues la mayor parte de sus datos son de la Antártida; con ERANet-LAC aumentará su base de datos y obtendrá más información para comparar la ecología de las especies con sus respectivos ambientes.

Para este proyecto, en el IIBCE se hizo un llamado a un cargo de posdoctorado. Se presentaron 8 candidatos de varias partes del mundo como Alemania, Brasil y Francia. Finalmente fue una Brasilera, Bruna Dellagnezze, quien vino instalarse a nuestro Instituto por un año para llevar adelante su parte del proyecto.

ERANet-LAC es un gran avance para nuestra ciencia y la de todo el mundo. Es un proyecto IIBCE de Alto Impacto, no sólo local. Además de contribuir al conocimiento global de nuestro plantea en constante cambio, para Uruguay, participar en una investigación de esta escala permitirá acceder a técnicas y tecnologías modernas que no existen en nuestro país, además de intercambiar abordajes y conocimientos de frontera.

Contacto con la responsable del proyecto en IIBCE: Claudia Etchebehere – cetchebe@gmail.com
Proyecto dentro de los aprobados por el programa ERANet-LAC (pág. 11)

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