sábado, 2 de septiembre de 2017

Los microbios y el desarrollo sostenible


O cómo un microbiólogo/a puede contribuir a mejorar el planeta

Cada vez somos más gente y más torpes en administrar el único planeta en el que, de momento, podemos vivir: pérdida de biodiversidad, cambio climático (a pesar de lo que diga Donald, me refiero a Trump, no al pato, por supuesto),  desertificación, escasez de agua potable, hambrunas, pobreza, refugiados, guerras y conflictos, tráficos de personas, problemas de acceso a la salud, … Si seguimos a este ritmo, esto es un caos. Tanto el planeta como nuestra vida en él comienzan a ser insostenibles. Es imprescindible que nuestro desarrollo sea sostenible, es decir que solucione las necesidades actuales de la humanidad pero sin comprometer el futuro de las generaciones. En definitiva no cargarnos el planeta antes de tiempo y dejar algo para nuestro hijos o nietos. Todo está conectado, la biosfera y nuestro comportamiento están interconectados, son interdependientes y deben manejarse como un sistema complejo. Quizá te sorprenda pero para eliminar la pobreza y el hambre en el mundo, moderar el cambio climático, tener ciudades más sanas y seguras, o mejorar los sistemas acuáticos y terrestres, la aportación de los microbios es esencial.

El 25 de septiembre de 2015, las Naciones Unidas (ONU) adoptaron un conjunto de objetivos globales para erradicar la pobreza, proteger el planeta y asegurar la prosperidad para todos, como parte de una nueva agenda de desarrollo sostenible: los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Son un total de 17, que incluyen 169 metas y que marcarán la agenda de desarrollo mundial durante los próximos 15 años, hasta el 2030. 


Esta es la lista de los 17 objetivos, y vamos a ver que 12 de ellos tienen que ver de alguna forma con los microbios (los marcados en negrita):

 Objetivo 1: Poner fin a la pobreza en todas sus formas en todo el mundo.

Objetivo 2: Poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria y la mejora de la nutrición y promover la agricultura sostenible.

Objetivo 3: Garantizar una vida sana y promover el bienestar en todas las edades.

Objetivo 4: Garantizar una educación inclusiva, equitativa y de calidad y promover oportunidades de aprendizaje durante toda la vida para todos.

Objetivo 5: Lograr la igualdad entre los géneros y empoderar a todas las mujeres y las niñas.

Objetivo 6: Garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible y el saneamiento para todos.

Objetivo 7: Garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos.

Objetivo 8: Promover el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenido, el empleo pleno y productivo y el trabajo decente para todos.

Objetivo 9: Construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación.

Objetivo 10: Reducir la desigualdad en y entre los países.

Objetivo 11: Lograr que las ciudades y los asentamientos humanos sean inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles.

Objetivo 12: Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles.

Objetivo 13: Adoptar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos.

Objetivo 14: Conservar y utilizar en forma sostenible los océanos, los mares y los recursos marinos para el desarrollo sostenible.

Objetivo 15: Proteger, restablecer y promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, gestionar los bosques de forma sostenible, luchar contra la desertificación, detener e invertir la degradación de las tierras y poner freno a la pérdida de la diversidad biológica.

Objetivo 16: Promover sociedades pacíficas e inclusivas para el desarrollo sostenible, facilitar el acceso a la justicia para todos y crear instituciones eficaces, responsables e inclusivas a todos los niveles.

Objetivo 17: Fortalecer los medios de ejecución y revitalizar la Alianza Mundial para el Desarrollo Sostenible.

Los microbios también pueden ayudarnos a sostener el planeta


Veamos algunos ejemplos de cómo los microbios pueden influir en estos Objetivos de Desarrollo Sostenible. Los microbios son la forma de vida predominante en el planeta, tanto en número como en biomasa total. Durante miles de millones de años fueron los únicos pobladores del planeta. Su diversidad funcional y metabólica excede por mucho la de cualquier otro organismo del árbol de la vida. Los microorganismos son los principales productores primarios en la cadena trófica. Pero además de su diversidad, otra característica es su ubicuidad, están por todas partes. Son capaces de colonizar cualquier ambiente, incluso aquellos ambientes extremos e inhóspitos en los que ningún otro ser vivo puede sobrevivir: desde los desiertos más áridos, ambientes hipersalinos, cráteres de volcanes, temperaturas extremas superiores a 100ºC y por debajo de 0ºC, hasta las profundidades marinas con altas presiones, ambientes donde solo los microbios pueden sobrevivir. Los ecosistemas están influenciados y controlados por las actividades microbianas. Muchas veces son los propios microorganismos los que crean determinados ecosistemas, como el suelo, por ejemplo, cuya estructura y salud depende de la actividad microbiana. Quizás hayas oído alguna vez que algunas plantas son capaces de utilizar el nitrógeno atmosférico, pero en realidad las plantas no fijan el nitrógeno, lo hacen unas bacterias asociadas con ellas, como Rhizobium en las leguminosas. Son las bacterias las que metabolizan los elementos clave y realizan los ciclos biogeoquímicos de los nutrientes: los ciclos del carbono, del nitrógeno, del fósforo, etc. Pero además, los microorganismos son un factor esencial en el reciclaje de los nutrientes, materiales y residuos biológicos, en la producción y disipación de los gases de efecto invernadero, … Algunos son capaces de degradar materiales tóxicos. La biorremediación microbiana consiste en emplear microorganismos para la eliminación y degradación de vertidos de petróleo, disolventes, pesticidas y otros productos tóxicos que algunos microbios se los pueden “comer”. Y otros son esenciales en la producción de energía. El gas natural (metano) es un resultado de la actividad microbiana. Los microorganismos fotosintéticos puede utilizar la energía luminosa para producir biomasa, y otros producen biocombustibles (etanol) durante la fermentación microbiana. Todo esto obviamente juega un papel esencial en el cambio climático, en la estructura y fertilidad de los suelos, y en la calidad y productividad de las aguas, lo cual está relacionado con varios de los objetivos del desarrollo sostenible. En definitiva, los microbios también son administradores biológicos de la salud y sostenibilidad del planeta y gracias a ellos es posible la vida.

Que nuestra salud depende de los microbios es bastante obvio. Siete de cada diez muertes en los países en vías de desarrollo son debidas a enfermedades infecciosas causadas por microbios. Dos de cada tres niños en el mundo mueren de enfermedades infecciosas. Los microbios que más matan son los que producen infecciones respiratorias (cerca de 3,2 millones) y diarreas (1,4 millones), seguido de la tuberculosis (1,4 millones), VIH-SIDA (1,1 millones), malaria (500.000) y sarampión (130.000). El 70% de las muertes por infecciones ocurre en países en vías de desarrollo. La buena noticia es que dos terceras partes de esas muertes serían fácilmente evitables. Pero además, muchas enfermedades infecciosas se están volviendo intratables. Por ejemplo, la resistencia a los antimicrobianos se ha convertido en un grave problema en el tratamiento de enfermedades infecciosas. Existe el riesgo de que muchas enfermedades infecciosas se vuelvan intratables y de retroceder a la humanidad a la época anterior al descubrimiento de los antibióticos. La resistencia a los antibióticos puede ser la nueva pandemia del siglo XXI. Y no podemos olvidar que los microbios también causan cáncer. Unos dos millones de los casos de cáncer diagnosticados en los últimos años son atribuidos a virus y bacterias. Se calcula que el 15% de los cánceres están causados por virus( hepatitis B y C, virus del papiloma humano, oncovirus, …).


A pesar de todo esto, la inmensa mayoría de los microorganismos son unos buenos tipos. Los microbios cubren la superficie del resto de seres vivos, también las superficies internas (como los intestinos, por ejemplo). La microbiota es esa comunidad de microorganismos buenos que viven en la superficie o en el interior de cualquier organismo sano (animales, plantas y humanos). Puedes pensar que los rumiantes, por ejemplo, comen hierba, pero en realidad de lo que se nutren es de los cientos de millones de microbios que viven en sus estómagos y que son los que realmente degradan la celulosa de la hierba. La panza de una vaca es un auténtico fermentador donde crecen los microbios. Gracia a los microbios que viven dentro de nosotros se activan nuestras defensas y se mantienen a raya a otros microorganismos patógenos, evitando que nos colonicen y causen enfermedades. Nos ayudan a hacer la digestión y nos proporcionan vitaminas y otros compuestos que nosotros no podemos sintetizar y que son necesarios para nuestra salud. Vivimos en un sano equilibrio con nuestra microbiota y tenemos que cuidarla porque cuando la maltratamos y ese equilibrio se rompe, nuestra salud se resquebraja. Hay muchos ejemplos que relacionan la microbiota con la enfermedad: desde alergias, diabetes, obesidad y enfermedades autoinmunes, hasta Alzheimer, Parkinson y autismo, incluso el cáncer. No cabe duda que los microbios también influyen en los objetivos relacionados con la salud no solo humana, sino también de animales y plantas, lo que se relaciona también con la productividad y la disponibilidad de alimentos, por ejemplo.


Por otra parte, las aplicaciones prácticas de los microbios proporcionan una enorme cantidad de soluciones innovadoras a problemas de la vida diaria. Sin las levaduras, por ejemplo, nada sería igual. Sin levaduras no habría pan, pero lo que es peor, ¡ni vino ni cerveza! Sin levadura la vida sería más dura. Además, otros microorganismos tienen funciones relevantes en la industria alimentaria y en muchos casos los alimentos dependen de transformaciones microbianas: quesos, yogures, embutidos, … dependen de los microbios. Son la base de la biotecnología, producen energía y limpian nuestros desechos. La modificación genética de los microorganismos y sus aplicaciones biotecnológicas nos permiten producir sustancias que de otro modo seriamos incapaces. Algunos productos de la microbiología industrial son los antibióticos, vitaminas y aminoácidos, hormonas, productos terapéuticos y medicamentos, enzimas para procesos industriales, vacunas, … Pero además, podemos emplear microbios como vectores para modificar genéticamente otros seres vivos, crear nuevas rutas metabólicas, desarrollar nuevos productos, mejorar la productividad, … Y las posibilidades son casi infinitas si tenemos en cuenta que todavía desconocemos más del 90% de la diversidad microbiana del planeta. Esto significa que la mayor parte de la información genómica de los microorganismos todavía permanece oculta (la denominada materia oscura genómica), lo cuál puede tener insospechadas posibilidades y aplicaciones futuras en los campos de la salud humana y animal, biomedicina, biotecnología, industria química y farmacéutica, agricultura, energía, alimentación, medio ambiente, etc.

Vemos, por tanto, que la microbiología juega un papel esencial en la producción primaria, reciclaje de los elementos, regulación de las enfermedades, seguridad alimentaria, salud humana y animal, productividad vegetal, producción de alimentos, gases de efecto invernadero, cambio climático, calidad de suelos y aguas, producción de biomateriales, fuentes de energía, reciclaje y contaminación, biotecnología, crecimiento económico, …

La mayoría de los Objetivos de Desarrollo Sostenible dependen también de los microbios

Los microbiólogos también podemos contribuir a acabar con la pobreza y el hambre en el mundo, garantizar una vida sana, agua y energía para todos, promover un crecimiento económico y producción sostenibles, lograr ciudades más limpias y sanas, combatir el cambio climático, conservar y utilizar en forma sostenible los océanos, los mares, los recursos marinos y los ecosistemas terrestres, poner freno a la pérdida de la diversidad biológica, … a un planeta mejor y más sostenible. 

Comienza el curso: ¡a trabajar!

Referencia: The contribution of microbial biotechnology to sustainable development goals. Timmis, K., y col. Micro Biotechnol, 2017, DOI: 10.1111/1751-7915.12818.

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