ROL DEL METANO COMO ENERGÍA ALTERNATIVA PARA LA COMUNIDAD MICROBIANA

El proyecto se ha abocado a entender las interacciones químicas y bilógicas asociadas a las filtraciones de metano en el ambiente marino y conocer el impacto sobre el ciclo global del carbono

El Sistema de Corrientes de Humboldt es conocido como uno de los
ecosistemas costeros de borde oriental con más biomasa biológica en el mundo, lo que hasta ahora se explicaba por su alta productividad primaria (fitoplanctónica).

Sin embargo, investigaciones recientes han revelado un desacoplamiento entre la producción primaria y la actividad heterotrófica asociada al Sistema. Es decir, que la capacidad productiva que caracteriza al Sistema de Corrientes de Humboldt no puede sostenerse sólo en la tradicional cadena trófica (alimentaria) basada en la fotosíntesis y que, por tanto, es posible que exista una fuente adicional de entrada de carbono al sistema marino.

Investigadores del departamento de Oceanografía, del Centro de Investigación Oceanográfica en el Pacífico Sur-Oriental (COPAS) y de la Unidad de Biotecnología Marina plantean que en ciertos ecosistemas este suministro adicional de carbono podría originarse en el metano que ha sedimentado a lo largo de millones años fijándose bajo el fondo oceánico y en cuyas filtraciones existen redes tróficas especiales que viven a expensas de él.

A través del proyecto Fondecyt El rol del metano en el océano costero como combustible alternativo al carbono para la comunidad microbiana y la producción secundaria en marcha desde 2008, estos investigadores trabajaron en la hipótesis que el metano está siendo usado por ciertos microorganismos que, bajo un mecanismo distinto a la fotosíntesis, podrían aportar carbono a organismos superiores de la cadena trófica.

El proyecto se ha abocado a entender las interacciones químicas y biológicas asociadas a las filtraciones de metano en el ambiente marino y conocer el impacto sobre el ciclo global del carbono.

Liderado por el subdirector e investigador del Centro COPAS, doctor Silvio Pantoja, el proyecto se ha abocado a entender las interacciones químicas y biológicas asociadas a las filtraciones de metano en el ambiente marino y conocer el impacto sobre el ciclo global del carbono.

El grupo de trabajo está conformado por los doctores Renato Quiñones, Rodrigo González y Marcelo Gutiérrez, todos de nuestra casa de estudios; además de Javier Sellanes, de la Universidad Católica del Norte, quienes desde sus respectivas especialidades integran los conocimientos de la biogeoquímica del metano, metabolismo y tramas tróficas.

BUSCANDO EVIDENCIAS

Con importantes reservas de hidratos de metano en la plataforma
continental, la Isla Mocha –ubicada a 35 km. del continente frente a la localidad de Tirúa- se ha transformado en el laboratorio natural de esta investigación.

Esta Isla además representa un patrimonio ecológico, debido a su
gran variedad de flora y fauna, y cultural por la presencia de importantes sitios arqueológicos así como de una interesante historia
sobre su poblamiento y colonización.

A lo largo de sucesivas campañas, los científicos han desarrollado una serie de estudios en la columna de agua y sedimentos de las zonas de filtración de metano con el fin de determinar las tasas de oxidación del gas y su relación con cambios en la biomasa microbiana y conocer la diversidad molecular de los microorganismos que habitan el sistema, la actividad enzimática y los genes vinculados con la utilización de metano. También se han propuesto evaluar la eventual trazabilidad del metano a nivel microbiano y en la meio y macrofauna.

A pocos meses de concluir, el proyecto ha arrojado dos pruebas de la existencia de organismos metanotrofos (que pueden alimentarse de metano)en Isla Mocha.

El doctor Pantoja explica que si bien no han logrado aislar estos
microorganismos, a través del seguimiento de isótopos estables de
carbono se ha observado la misma señal del metano de las emanaciones en un filamento microbiano aún no identificado y en organismos más grandes, como gusanos. “No se puede explicar que esta señal provenga del dióxido de carbono, fitoplancton o fotosíntesis (como la mayoría del océano); por lo tanto, lo más probable es que se haya originado en el metano”, señala el investigador. Asimismo, consiguieron evidencia molecular de enzimas que procesan metano tanto en la columna de agua como en sedimentos.

A través de pruebas de ADN medioambiental del gen que codifica
para la enzima metanol dehidrogenasa (MeDH) -que participa en el ciclo de oxidación del metano- se demostró la presencia de organismos metanotrofos, respaldando la hipótesis de los aportes adicionales de carbono a la trama microbiana y las redes tróficas superiores, desde las filtraciones del hidrocarburo. A pesar de estas evidencias, aún no ha sido posible estimar las tasas de oxidación de metano, de manera de cuantificar cuáles son los niveles en que estos sistemas están subsidiando los flujos de carbono en el mar. En los análisis de ADN ambiental se encontró otra enzima, metanol monoxigenasa (MMOs), que tiene la capacidad potencial de degradar
compuestos aromáticos contaminantes.

Esto –afirma Pantoja- abre el estudio a posibles aplicaciones biotecnológicas del potencial metabólico de estos organismos, por ejemplo en el ámbito de la biorremediación ambiental, investigaciones que están siendo conducidas por el doctor Rodrigo González en la Unidad de Biotecnología Marina.

Con una campaña pendiente –programada para enero- los investigadores esperan aislar mayor cantidad de filamentos para terminar con su identificación taxonómica y molecular con el fin de investigar su potencial metabólico como procesadores de gas metano.