Cultivos microbianos
La biorremediación es una tecnología emergente que utiliza microorganismos, plantas o enzimas microbianas para eliminar contaminantes en el ambiente. [1] Ésta busca no solo limpiar ecosistemas, sino que, como su nombre lo indica, remediar o restaurar estos ecosistemas a su estado previo a la contaminación. Las actividades humanas han provocado un aumento considerable en la emisión de contaminantes en todas sus formas, lo que entorno a ocasionado la contaminación de suelos, subsuelos, rios, lagos, mares y más. La biorremediación es considerada como una alternativa ecológica y más económica que otras metodologías de limpieza ambiental, ya que se basa en la degradación de contaminantes mediante procesos microbiológicos como la bioacumulación, absorción de contaminantes por un organismo, una bioconcentración que se amplifica a lo largo de la cadena trófica lo que se conoce como biomagnificación [2], la biomineralización, donde los microorganismos utilizan compuestos minerales como carbonatos, silicatos y fosfatos, para sostener sus estructuras biológicas [3], la biosorción, una captación pasiva (en fase líquida y ocurre entre los solutos y los grupos funcionales del sorbente) que es una propiedad de biomasas para captar y enlazar sustancias contaminantes, la biolixiviación, donde enzimas de los microorganismos ayudan a precipitar los metales y convertirlos en sales, las cuales son más fácilmente removidas y purificadas, la biodegradacción, la descomposición de substancias orgánicas en substancias orgánicas más pequeñas o en moléculas inorgánicas, o la biotransformación, la alteración de las moléculas contaminantes para convertirlas en moléculas que sean menos tóxicas, o completamente seguras. [2]
Todas estas diferentes metodologías usan microorganismos, en algunas ocasiones son organismos específicos para la limpieza de cierto material o ecosistema, pero la introducción de nuveos microorganismos también representa un riesgo, por lo que también suele explorarse la posibilidad de utilizar microorganismos nativos del ecosistema en cuestión. Por esto existen 2 caminos principales a la hora de practicar la biorremediación, ya sea in situ o ex situ. Al trabjar in situ se tienen que tener en cosideración adicional el impacto que el proceso de biorremediación podría tener en el ecosistema, es por esto que existen metodologías como la bioestimulación, donde se hacen modificaciones en el medio para justamente estimular el crecimiento de microorganismos nativos que puedan limpiar el medio, y aunque suelen ser más caros y complicados los procedimientos ex situ son más seguros como la bioaumentación donde se introducen microorganismos aclimatados o modificados genéticamente con un objetivo específico.
En los proceso de biorremediación, lo más común es el uso de una sola especie de bacteria o levadura para llevar a cabo la restauración del medio, pero en algunos casos concretos puede ser benéfico el uso de más de un microorganismo, ya que en ocasiones puede ser que varias especies puedan encargarse del mismo tipo de contaminante, o incluso puede ser que se complementen entre ellos. A esto se le llama un consorcio microbiano. "Un consorcio microbiano es una asociación natural de dos o más poblaciones microbianas, de diferentes especies, que actúan conjuntamente como una comunidad en un sistema complejo, donde todos se benefician de las actividades de los demás". asi es como lo describe Ochoa carreño D. et al [3] Los consorcios microbianos pueden jugar un papel importante y funcionan como una herramienta viable gracias al aumento en la diversidad metabólica en éstos, la cual permite la eliminación de varios contaminantes al mismo tiempo. [1] Esto puede representar una enorme ventaja para la biorremediación.
Algunos conosrcios microbianos que ya se han utilizado en la limpieza de metales pesados, de desechos industriales y sobre todo de hidrocarburos. En un estudio se realizaron pruebas para observar la capacidad de degradación que tenía un conorcio nativo frente a uno preparado, y se llego a la siguiente conclusión, "el uso de consorcios nativos para remediar suelos contaminados con hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) muestra un gran potencial para su uso en la biorremediación. La exposición prolongada de los consorcios a los HAPs los hace más eficientes para degradar el contaminante como única fuente de carbono. Las ventajas que se obtienen con un consorcio nativo es que se forma de manera natural y tiene mayor potencial para la degradación. En cuanto a los consorcios preparados en laboratorio se tienen ventajas y desventajas, las ventajas son que se forman consorcios con cinéticas de degradación más eficientes y que toleran concentraciones más altas de contaminante. Una gran desventaja de los consorcios preparados es la dificultad para formarlos y que estos convivan de manera armoniosa y que no compitan por el sustrato y el espacio." [4] Por otro lado, el trabajo de Licursi et al. (2021), expone la formación de un consorcio diseñado para limpiar un colorante indistrial, este consorcio demostró una efectividad del 52% en temas de detoxificación y hasta 86% en los ensayos de decoloración con concentraciones de hasta 500 ppm. El consorcio en cuestión estaba compuesto por Mucor racemosus CBMAI 847, Marasmiellus spp. CBMAI 1062, B. subtilis CBMAI 707 y Dietzia maris CBMAI 705. [1]
Como estos hay varios ejemplos que demuestran el potencial que tiene el buscar y encontrar microorganismos compatibles que puedan trabajar en sinergia. Todos sabemos que 2 cabezas piensan mejor que una y mientras más mejor, bueno pues con base a eso, mientras más microorganismos mejor remedio. La contaminación esta llegando a niveles críticos y simplemente insostenibles. La biorremediación es una forma más en la que la biotecnología busca a provechar las mismas herramientas que ofrece la naturaleza, y ponerlas a nuestro servicio. Como muchas cosas, la limpieza y remoción de contaminantes mediante tecnologías anticuadas no es algo que este pintando un mejor futuro, simplemente posterga lo inevitable. La biorremediación es una herramienta que promete no solo limpiar sino que reparar el daño que hemos causado, y los consorcios microbianos son de sus formas más eficientes de hacerlo.
Referencias
1. Calderón-Pazos AP, Ortega-Ferron P, Catillo L. Uso de consorcios microbianos en la biorremediación marina: una revisión. Revista de la Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingenieria [Internet]. 2023;27(2):9–20. Disponible en: https://smbb.mx/wp-content/uploads/2023/07/Revista-2023-Vol-27-No-2.pdf
2. Castillo LC. Biorremediación. 2022
3. de Wet M, Brink H. Fungi in the bioremediation of toxic effluents. In: Elsevier, editor. Fungi Bio-Prospects in Sustainable Agriculture, Environment and Nano-technology [Internet]. Brighton, England: Sussex Academic Press; 2021. p. 407–431. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128219256000186
4. Tirado-Torres D, Acevedo-Sandoval O, Romo-Gómez C, Marmolejo-Santillán Y, Gayosso-Canales M. Participación de consorcios microbianos en la biodegradación de hidrocarburos aromáticos policíclicos [Internet]. Reibci.org. [recuperado el 24 de julio 2024]. Disponible en: http://www.reibci.org/publicados/2015/mayo/1000101.pdf
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