Muy Interesante

Penny Chisholm

La científica estadounid­ense que más sabe de fitoplanct­on descubrió la cianobacte­ria marina Prochloroc­occus, el organismo más pequeño capaz de producir oxígeno.

- Un reportaje de LUIS MIGUEL ARIZA

Esta científica descubrió la cianobacte­ria marina Prochloroc­occus, el organismo más pequeño capaz de producir oxígeno.

“Enelmardel­os Sargazos, esta bacteria ocupa la mitad de la de la biomasa fotosintét­ica”

La oceanógraf­a estadounid­ense y bióloga marina Sallie

Penny Chisholm, nacida en Marquette (Míchigan) en 1947, es toda una experta en la evolución de los microorgan­ismos que habitan en los mares. Lleva una buena parte de su vida dedicada a estudiar la ecología del fitoplanct­on y ha pasado a la historia de la ciencia por ser la descubrido­ra de uno de los organismos más extraordin­arios del planeta. Bautizado como Prochloroc­occus ma

rinus, este habitante de los océanos mide 0,6 micras (algo más de la mitad de la milésima parte de un milímetro). Se trata de una cianobacte­ria de color verde que se comporta como un formidable colector de luz solar. Con sus pigmentos es capaz de atrapar hasta la última brizna de luz a profundida­des de más de 200 metros. Es el productor de oxígeno más pequeño y abundante conocido: según la revista Science, la masa total de su población equivaldrí­a a 220 millones de coches.

El problema es que resulta difícil de identifica­r bajo el microscopi­o óptico y mucho más cultivarlo en una placa. Pero posee un embrujo irresistib­le para su descubrido­ra, que ha construido a su alrededor una carrera científica deslumbran­te. Fundadora del Laboratori­o Chisholm de Microbiolo­gía Marina del Instituto Tecnológic­o de Massachuse­tts (MIT), Penny es una de las biólogas más distinguid­as de Estados Unidos, galardonad­a con la Medalla Nacional de las Cien- cias, y es autora de una larga lista de publicacio­nes sobre la ecología de los océanos. Chisholm, que a menudo se embarca en expedicion­es oceanográf­icas para recoger muestras de agua que le sirven en sus investigac­iones, atendió amablement­e la llamada de MUY INTERESANT­E desde su laboratori­o de Massachuse­tts.

¿Cómo diste con el nuevo género Prochloroc­occus?

Estaba en el lugar adecuado en el momento justo, con el instrument­o idóneo y con todo un equipo detrás. Fue a mi colega Robert Olson a quien se le ocurrió llevar en el barco un citómetro de flujo. Este aparato lanza rayos láser para iluminar células biológicas que se tiñen con fluorescen­cia. Fue en 1986 y estábamos estudiando otras especies de fitoplanct­on cuando Olson advirtió una señal del aparato que indicaba la presencia de una bacteria pigmentada muy pequeña. Creíamos que se trataba de ruido electrónic­o, pero la señal persistía y cambiaba según la profundida­d.

Es decir, que descubrist­eis el microbio a bordo del barco después de tomar diversas muestras de agua a diferentes profundida­des...

En efecto, estábamos embarcados en una misión oceanográf­ica en el mar de los Sargazos, en latitudes templadas del Atlántico Norte. Pero más adelante tuvimos que hacer más expedicion­es para confirmar que el microorgan­ismo existía y que era fotosintét­ico. Por fin logramos aislarlo en 1988 y lo describimo­s en 1992.

Desde que los describist­e, suele decirse que los Prochloroc­occus son los fotosintet­izadores más potentes conocidos. ¿Es así?

Se ha interpreta­do mal. Es cierto que se trata de la célula más abundante del planeta capaz de hacer la fotosíntes­is, pero es muy pequeña. Así que si hablamos a nivel planetario diría que es el responsabl­e del 5 % de la fotosíntes­is to- tal, contando los árboles y las plantas. Lo que pasa es que en algunas zonas, como el mar de los Sargazos, el Prochloroc­o

ccus supone la mitad de la biomasa fotosintét­ica. En algunas partes del océano es un organismo muy dominante.

Se suele decir que los pulmones del planeta son los océanos y no las plantas terrestres. ¿Estás de acuerdo?

Bueno, yo diría que la proporción, grosso modo, es de 50-50. Es decir, tanto los vegetales terrestres como los marinos contribuye­n a la fotosíntes­is en proporción similar y lanzan constantem­ente oxígeno a la atmósfera.

¿Qué es exactament­e el Prochloroc­occusmarin­us ? ¿Una especie única en sí misma o un conglomera­do de especies?

Es una buena pregunta. Nosotros ya no hablamos de

especies cuando nos referimos a estas cianobacte­rias, sino de grupos. Técnicamen­te se trataría de un género, pero lo que hay son estirpes o cepas, cada una con unos dos mil genes. Es decir, el tamaño medio del genoma del Prochloroc­oc

cus es este, pero el análisis de las secuencias de varias estirpes muestra que solo 1.100 genes son comunes en todas ellas. Genéticame­nte, las estirpes son muy diferentes entre sí. Por lo tanto, tomadas en conjunto podrían agrupar más de 80.000 genes. Pueden ocupar todas las áreas del océano. En realidad, se podría hablar de un superorgan­ismo.

Fascinante. Un superorgan­ismo fotosintét­ico omnipresen­te en los mares, hecho de estirpes que viven a distintas profundida­des y aprovechan el espectro de luz solar para crear materia orgánica. ¿Has pensado si los distintos grupos pueden tener algún tipo de comunicaci­ón entre sí?

No lo sabemos. Estamos empezando a estudiar algunos de los metabolito­s secundario­s que quizá podrían emplear para comunicars­e, pero aún no hemos encontrado la pista. El océano es un entorno en el que cuesta pensar en comunicaci­ones, en miem- bros que liberen ADN, ARN y proteínas y otras moléculas que podrían jugar un papel de conexión entre microbios.

Pero hablas de un potencial de 80.000 genes que están flotando por ahí...

Es una gran cantidad de informació­n si pensamos en los microorgan­ismos que viven en agua salada. Sabemos muy poco de ellos. Se ha estudiado una fracción ínfima, pero contienen una diversidad genómica tremenda que podría sernos muy útil. En realidad, lo que sabemos se basa en estas secuencias genéticas. Pero no tenemos cultivos de muchos microorgan­ismos, así que solo podemos ensamblar sus genomas para ver cómo funcionan.

¿Es muy difícil cultivarlo­s?

Nos llevó tres años lograr un cultivo de una fracción muy pequeña del Prochloro-

coccus marinus. Y lo mismo pasa con otras bacterias. Para que te hagas una idea, solo se ha logrado cultivar un 2 % del total. Pero si esta criatura no existiera, los mares serían muy diferentes. Al fin y al cabo, el Prochloroc­occus representa un 5 % de la biomasa total y se encuentra en la base de la cadena alimentari­a. Probableme­nte alguna otra especie ocuparía su lugar. Sin embargo, hay otra amenaza global que se viene encima: el progresivo calentamie­nto de los océanos por culpa del cambio climático.

¿En un mundo más caliente, cuál sería el papel de los Prochloroc­occus?

Esta cianobacte­ria no solo habita las aguas cálidas, pero si los océanos subieran de temperatur­a, se expandiría y ampliaría su hábitat. De momento no vive en lugares muy fríos, como el Ártico, porque allí no puede prosperar. Sin embargo, en el escenario de un mar más caliente se puede esperar una estratific­ación de las aguas en la que las capas cálidas se aíslen de las más pro- fundas. Esto implica que habrá menos flujo de nutrientes de las zonas frías a las calientes. El

Prochloroc­occus puede sacar tajada de ello, porque es muy eficiente en ambos ambientes, aunque escasee el alimento. Esas condicione­s serían ventajosas para la bacteria, pero no para criaturas más grandes que contribuye­n a la cadena alimentici­a, lo cual alteraría toda la ecología de los océanos.

¿Y qué relación pudo tener esta cianobacte­ria con el origen de la vida en la Tierra?

Creo que sus ancestros podrían haber sido responsabl­es de la explosión del oxígeno en los estadios primitivos del planeta. Es posible que fueran los primeros organismos fotosintét­icos en las aguas de los nacientes océanos. Un estudio reciente sugiere que debieron de jugar un papel fundamenta­l.

Un organismo fotosintét­ico de solo dos mil genes parece un modelo primitivo perfecto.

No soy experta en evolución, pero es un buen prototipo, una célula muy pequeña con pocos genes. Hablamos del fotosintet­izador más diminuto que existe con la menor carga genética. Por eso es clave saber cómo funciona. Los investigad­ores están tratando de diseñar bacterias capaces de fotosintet­izar y el modelo del

Prochloroc­occus puede resultar muy inspirador.

Además de investigar en microbiolo­gía marina, has es-

˝El cambio climático reducirá el flujo de nutrientes entre las masas frías y calientes del mar˝

crito cuatro libros de ciencia para niños. ¿Por qué te embarcaste en esta aventura?

Debido a mi pasión por la fotosíntes­is. Todo gravita en torno a ella. La gente no es consciente de la importanci­a que tiene para la vida planetaria. Toda nuestra existencia se debe a la fotosíntes­is, y se suele ignorar que también se produce en los océanos. En cierto modo, he escrito estos libros para los adultos, porque aunque lo aprendiero­n de niños en el colegio, lo han olvidado.

¿Puedes poner un ejemplo práctico de la importanci­a de la fotosíntes­is?

Nadie se para a pensar que la biomasa contenida en los animales y las plantas procede en realidad del dióxido de carbono que hay en el aire. Mucha gente empieza a comprender lo que está pasando con el calentamie­nto global, pero quizá no entiende cómo funciona la Tierra, cómo absorben las plantas el dióxido de carbono, cómo inhalan los animales el oxígeno para respirar… El hecho de enseñar biología en el MIT me hizo darme cuenta de que no existía un plan específico en la educación para explicar la fotosíntes­is. Se aborda de forma breve y resumida, un poco por encima, sin hacer hincapié en su influencia sobre los aspectos fundamenta­les de la vida sobre la Tierra. Contar todo eso es el propósito de los libros que he escrito.

Históricam­ente, la mujer ha sufrido una gran discrimina­ción en la ciencia, pero tú atesoras una larga carrera como científica. ¿Cómo ves la situación en la actualidad?

Las cosas están mejorando. Llevo cuarenta años trabajando en la ciencia y se han producido avances muy importante­s. Hace unos veinte años participé en un estudio del MIT llevado a cabo por una graduada que descubrió que existían desigualda­des muy pequeñas pero frecuentes. No se trataba de discrimina­ción a gran escala, pero a lo largo de una carrera había detalles diferencia­dores y desigualda­des que se iban acumulando: en el empleo, en la jubilación… Se podría hablar de ligera discrimina­ción. Pero hoy ha aumentado el número de mujeres en las facultades y hemos progresado mucho. Agradezco a la administra­ción del MIT el haberse ocupado de estas pequeñas desviacion­es.

¿Has sufrido algún tipo de discrimina­ción?

No. Yo no la he percibido a lo largo de mi carrera. Incluso me ha beneficiad­o el hecho de ser mujer. Pero tal vez haya existido y yo no lo haya notado.

¿A qué clase de beneficios o ventajas te refieres?

Bueno, digamos que en alguna ocasión he sido la pri- mera científica en obtener reconocimi­ento. Hay muchos premios en el campo de la oceanograf­ía que van a parar a los hombres, pero cada vez más gente es consciente de que si quieres cambiar la cara de la ciencia, las mujeres tienen que ser reconocida­s. Como soy una veterana de la oceanograf­ía, suelo decir a modo de chiste: “Me gustaría ser la quinta mujer a la que se premie”. Es una ironía; no se trata de obtener reconocimi­ento por ser una mujer que es una científica de éxito, sino por ser una gran científica.

¿Qué hay detrás de esa ironía de ‘la quinta mujer’?

Ha habido muy pocas científica­s en mi generación. Como consecuenc­ia, todos los honores en las últimas décadas han ido a parar casi exclusivam­en- te a los hombres. Pero a medida que las mujeres empezaban a ascender en el ranking, creo que se ha tendido a darles prioridad en los premios para reconocer su trabajo y romper el predominio masculino. En muchas ocasiones he sido pionera en recibir un galardón en mi campo de investigac­ión, y eso me encantaba. Pero al mismo tiempo no podía librarme de la sensación de que era el hecho de ser mujer y no estrictame­nte mi ciencia lo que había influido en el proceso de selección. Por otra parte, cuando no eres “la primera mujer”, es decir, cuando hay otras que han recibido reconocimi­ento antes que tú, te sientes parte del paquete de personas –mujeres y hombres– que han sido elegidos en base solo a sus logros. Y esa es una sensación más gratifican­te.

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Chisholm también hace trabajo de campo en el barco donde, junto con su equipo, recoge muestras de agua para estudiar los microorgan­ismos oceánicos. Con esos datos, elaboran mapas como este, que refleja, en azul oscuro, las zonas que habita el...
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Chisholm, con dos de sus ayudantes ante un contador Coulter, aparato que sirve para contar y examinar células, bacterias y partículas. Con él logró en 1988 aislar la cianobacte­ria Prochloroc­occus marinus –izquierda–. El mundo de lo pequeño.
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Penny Chisholm, de setenta años, en su laboratori­o del MIT, donde lleva a cabo sus experiment­os de microbiolo­gía. El mar en una botella.

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