Esta entrada está dedicada a Eduardo Villalobo.
El petróleo es un producto natural. Sí, ya sé que suena paradójico, pero es cierto. Es una mezcla de hidrocarburos provenientes de la acumulación de la materia orgánica generada por los seres vivos del pasado y que se ha ido acumulando y transformando en los sedimentos geológicos. Al ser una fuente de carbono hay microorganismos que son capaces de degradarla y esos microorganismos están presentes en todo tipo de ambientes, ya sean terrestres o marinos. Resulta evidente que estudiar esos microorganismos tiene una gran importancia desde el punto de vista medioambiental.
En un reciente artículo de la revista Science se describe cómo la bacteria marina Alcanivorax borkumensis (Alca para los amigos) es capaz de degradar aeróbicamente el hexadecano, uno de los muchos hidrocarburos presentes en el petróleo. Para estudiarlo han usado una cámara de microfluidos en la que han colocado gotitas de hexadecano y luego las han puesto en contacto con un cultivo de la bacteria. El hexadecano es inmiscible con el agua, así que de esa forma se simula una emulsión de gotitas de hidrocarburo rodeadas de agua. Lo primero que hace la bacteria es adherirse a la superficie de la gota de hidrocarburo y formar un biofilm que va cubriendo toda la gota. A partir de ahí la bacteria comienza a degradar las moléculas del alcano (no en vano su nombre significa "devoradora de alcanos"). Poco a poco el biofilm crece y las bacterias van haciendo desaparecer la gotita (ver el vídeo del comienzo de este post).
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| Degradación de una gota de hexadecano por A. borkunensis mediante la formación de un biofilm esférico. La barra de escala es de 10 micras. Fuente de la imagen: Prasad et al. 2023. |
Lo que han encontrado es que las células de Alca parece que se hacen mucho más eficientes en su papel de degradadoras de hidrocarburos según pasa el tiempo. Cuando cogen un cultivo que ha crecido durante cinco días en hexadecano y lo ponen en contacto con nuevas gotas del hidrocarburo lo que ven es que el biofilm comienza a introducirse en la gota y a hacer protusiones y tubos formando un biofilm dendrítico. La velocidad de degradación en ambos casos es la misma (un volumen celular de alcano por hora), pero la bacteria consigue de esa manera aumentar la superficie de contacto sobre la gota con lo que la degradación es muchísimo más rápida ya que más bacterias pueden contactar la gota.
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| Degradación de una gota de hexadecano por A. borkunensis mediante la formación de un biofilm dendrítico. La barra de escala es de 10 micras. La región aumentada muestra los "tubos" del hidrocarburo rodeados de bacterias. Fuente de la imagen: Prasad et al. 2023. |
¿Cómo consigue Alca esta adaptación bioquímica? La bacteria parece producir un biosurfactante que vuelve a la superficie bacteriana más hidrofóbica y por tanto le permite reducir la tensión superficial entre el agua y el alcano. De esa manera se incrementa la fuerza de adhesión a la gota y además permite que la célula penetre en la misma de manera mucho más eficiente.
Aunque esto es un modelo de laboratorio los resultados obtenidos servirán para entender mucho mejor la dinámica de la biorremediación de los derrames de petróleo. La morfología de las gotas de una emulsión petróleo pueden servir para predecir cómo se va a dispersar la contaminación y cuánto tiempo puede tardarse en eliminarla mediante microorganismos. Además, también hay que tener en cuenta de que el petróleo es degradado por una comunidad de microrganismos, no por uno solo. Pero está claro que lo que puede hacer uno va a influir en el resto de la comunidad.
