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