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El papel de los microorganismos en la exploración de otros planetas
Alberto González Fairén
Microorganismos modificados genéticamente podrían servir para la obtención de recursos in situ en futuras misiones tripuladas de exploración a la Luna o Marte.
n la preparación de una futura misión tripulada a la Luna o a Marte, tal vez lo más importante no sea acomodar la comida o el combustible en la nave espacial, sino disponer de microorganismos diseñados genéticamente para proveer a los astronautas de los elementos esenciales para su supervivencia y su trabajo en el lugar de destino. El grupo de John Cumbers, de NASA Ames, está estudiando la posibilidad de utilizar microorganismos modificados capaces de usar los recursos disponibles en el Sistema Solar para generar todo lo necesario para la supervivencia humana en otros cuerpos planetarios. Su presencia en las sondas planetarias del futuro no acarreará un riesgo de contaminación del planeta visitado mayor que el que suponen los microorganismos que inadvertidamente llevan consigo las sondas que hoy se están utilizando (más información click aquí). Además, esta estrategia solucionaría el grave problema de espacio y de masa que preocupa a los ingenieros en toda misión planetaria: cuanta mayor sea la capacidad de producción de recursos una vez en destino, menor será la necesidad de acumular equipaje en la nave espacial. Sobre todo porque, al tratarse de seres vivos, la capacidad autorreproductora minimizaría los requerimientos de espacio. De hecho, la utilización de recursos in situ por medios físicos y químicos (no autorreproductores), aunque probablemente fuera igual de eficaz que la realizada por medios biológicos, requeriría infraestructuras mayores y más costosas.

Con el objeto de diseñar un organismo que sea útil para la exploración humana de Marte, el grupo de Cumbers está analizando diferentes capacidades de distintas especies que podrían ser agrupadas en un solo microorganismo. El organismo ideal debería tener la capacidad de utilizar los recursos marcianos in situ, por ejemplo fabricando biocombustibles a partir del CO2. También debería poder procesar cualquier tipo de residuo y transformarlo en biocombustibles o en alimentos. Y, al mismo tiempo, tendría que resistir el flujo de radiación ultravioleta y las bajísimas temperaturas que reinan sobre la superficie de Marte. En un principio, los microorganismos estarían aislados en el interior de bioreactores; sólo si se verificara que Marte carece de vida autóctona, se podrían liberar a la superficie. Por supuesto, toda la propuesta del grupo de Cumbers es tan sólo una idea inicial, que está aún lejos de poder ser llevada a la práctica. Aunque tal vez no muy lejos: ya se ha conseguido que la bacteria E. coli, del tracto intestinal humano, sea capaz de sobrevivir a bajas temperaturas manteniendo todas sus funciones vitales intactas, transfiriéndole genes de otra especie bacteriana que habita en el hielo marino (Figura 1).
Colonia de E. coli
Figura 1: Colonia de E. coli. (NIH)
Se conoce una gran variedad de microorganismos que generan productos útiles para aplicaciones industriales y que podrían ser usados en la exploración de Marte, como Ralstonia eutropha para la fabricación de bioplásticos que se podrían emplear para producir materiales de construcción, Thiobacillus ferrooxidans para biominería (se utiliza actualmente para la extracción de más del 25% del cobre a nivel mundial, Figura 2) o biorremediación, o Kuenenia stuttgartiensis para fabricar hidracina que se usa como combustible para los cohetes.
Colonias de «Thiobacillus ferrooxidans»
Figura 2: Colonias de «Thiobacillus ferrooxidans». La sustancia de color rojizo es el resultado de la oxidación de hierro.
En una investigación paralela, Charles Cockell, de Open University, ha analizado el uso potencial que se podría dar a las cianobacterias en las misiones tripuladas a otros planetas. Las cianobacterias son un tipo de bacterias fotosintéticas que jugaron un papel fundamental en la oxigenación de la atmósfera de la Tierra hace 2.500 millones de años, y que han colonizado prácticamente todos los ecosistemas de nuestro mundo desde entonces. Los regolitos de la Luna y Marte son ricos en elementos inorgánicos que podrían ser explotados por las cianobacterias, del mismo modo que en la Tierra las cianobacterias son capaces de usar sustratos rocosos como base para su crecimiento y para la extracción de elementos. Las cianobacterias podrían proveer de oxígeno, combustible y nutrientes a futuros exploradores de la Luna o de Marte.

Cockell ha analizado especies concretas de cianobacterias, estudiándolas tanto en órbitas bajas alrededor de la Tierra (en la Estación Espacial Internacional, Figura 3) como en condiciones simuladas análogas a Marte, y empleando como sustratos de crecimiento rocas volcánicas similares al regolito lunar y marciano. De sus experimentos ha concluido que las poblaciones bacterianas alteran de forma muy notable la matriz rocosa, liberando del sustrato elementos esenciales para su crecimiento, lo que permitiría el uso de cianobacterias en biominería y en adquisición de nutrientes en otras superficies planetarias. En concreto, sus resultados indican que, en los suelos más ricos en SiO2, la tasa de crecimiento bacteriana, la alteración del regolito y la producción de nutrientes son menores; que Anabaena cylindrica (Figura 4) es la especie que mayor volumen de biomasa produce de las estudiadas, sobre todo en suelos pobres en SiO2; y que todas las especies analizadas son capaces de sobrevivir los 28 días de duración de los experimentos expuestas a desecación y bajas temperaturas similares a las condiciones reinantes sobre la superficie de Marte.
Placa de experimentos de Biopan

Figura 3: Placa de experimentos de Biopan a bordo de la ISS, incluyendo el crecimiento de cianobacterias. (ESA) Click para ampliar!

Filamentos de A. cylindrica
Figura 4: Filamentos de A. cylindrica. (Sciento)
 
 
San Francisco (California), EEUU, 01 de Octubre de 2010.
 
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