Avui 15/12/01
Els microorganismes, amb una història evolutiva de més de 3.500 milions d'anys, són els veritables senyors del planeta i en depenen totes les altres formes de vida. Un congrés celebrat aquesta setmana a Barcelona ha fet un repàs dels nous estudis sobre ecologia microbiana.
Mercè Piqueras
Què tenen en comú fenòmens tan diversos com la producció de plàstic biodegradable, la formació dels esculls de corall, l'aparició de les marees roges, la degradació del petroli, la producció de vi, cervesa, pa, formatges i iogurts, l'assaonament de les pells, la producció de luminescència per alguns peixos, la digestió de la cel·lulosa, la producció d'algunes vitamines i antibiòtics, les epidèmies de grip, el reciclatge del nitrogen, la deterioració dels monuments i edificis de pedra o formigó, l'origen de moltes roques del planeta, o la formació d'adobs a partir de deixalles orgàniques? Aparentment inconnexos, tots aquests processos depenen de l'activitat microbiana.
Especialitat amb molt futur
L'estudi de l'activitat dels microorganismes ha de fer-se dins d'un context ecològic. I d'això se n'ocupa l'ecologia microbiana. L'ecologia, tot i ser una ciència recent, ja ha esdevingut popular. La microbiologia, especialment la microbiologia clínica, també és una ciència força coneguda. L'ecologia microbiana, en canvi, és molt menys familiar, que sembla tenir un gran futur. Si més no, aquesta és la impressió que hom té a partir del simposi Noves fronteres en ecologia microbiana, celebrat aquesta setmana a Barcelona, i dirigit pel microbiòleg Ricard Guerrero. Aquesta disciplina ha aportat una visió diferent a processos com ara la infecció, que no depèn tant de l'agent que anomenem patogen com de la reacció de l'hoste davant d'aquell organisme. Això explica que hi hagi persones que contreuen una malaltia infecciosa, mentre que d'altres que també han estat en contacte amb l'agent causal d'aquell estat patològic no en són afectades. Des de temps remots, els microoorganismes han estat companys dels humans, que, sense saber-ho, se n'han servit per treure'n profit. El pa, la cervesa i el vi són el resultat de l'acció d'un mateix microbi (un llevat) sobre diferents substrats i en condicions ambientals diferents.
El cos humà és un hàbitat on normalment viuen milions de microbis. Només a la boca, se n'han descrit al voltant de 500 espècies. N'hi ha que no ens fan ni mal ni bé: hi tenen l'habitatge i reciclen, per al seu benefici, algunes de les nostres deixalles. Fora del cos humà, els microbis viuen arreu i intervenen en tots els processos de la vida. A més, són els únics habitants d'alguns ambients on qualsevol altra forma de vida és impossible. N'hi ha que viuen en medis tan àcids com l'àcid sulfúric; d'altres troben el millor ambient en aigües amb una concentració salina o una pressió tan altes que farien explotar les cèl·lules del nostre cos.
Hi ha microbis capaços de menjar-se el petroli de les marees negres, d'extreure metalls de les mines o de fabricar plàstic. En el cas del plàstic, amb un gran avantatge: que el d'origen bacterià pot ser menjat per uns altres bacteris, cosa que no passa amb els plàstics normals obtinguts de derivats del petroli.
Algunes aportacions al simposi esmentat presenten una nova visió dels microorganismes i les seves activitats. El coneixement de l'existència de bacteris que viuen en roques a profunditats que poden superar els 2,5 quilòmetres és molt recent i representa un canvi en la idea que es tenia que la vida depenia directament o indirectament de la llum del Sol. Els bacteris que creixen en fissures de roques del subsòl obtenen els seus nutrients i energia de les roques que mengen.
Karsten Pedersen, de la Universitat de Göteborg (Suècia), ha calculat que el pes total d'aquests microorganismes pot igualar el del conjunt de totes les plantes marines i terrestres. Aquest investigador treballa en l'aplicació del coneixement dels bacteris del subsòl a problemes reals, com ara l'eliminació de residus nuclears soterrats o la prevenció de fuites de dipòsits subterranis de petroli. Yehuda Cohen, de la Universitat Hebrea de Jerusalem, ha explicat com els abocaments de petroli en el golf Pèrsic durant la Guerra del Golf (1991) varen estimular el creixement dels tapissos microbians d'aquella zona. Estudis posteriors han permès determinar la capacitat degradadora del petroli que tenen els cianobacteris (algues blaves) dels tapissos microbians; un projecte europeu estudia aquesta característica en els tapissos microbians del delta de l'Ebre.
Inici de les infeccions
William Costerton, de la Universitat de l'Estat de Montana (Estats Units), estudia els mecanismes moleculars que intervenen en la formació de biofilms, les comunitats microbianes que es desenvolupen sobre superfícies formant una pel·lícula fina que serveix de substrat per al creixement d'altres organismes. És com s'inicien moltes infeccions, i com es desenvolupen la placa dental, les comunitats d'organismes que recobreixen els cascos dels vaixells o els que arriben a obturar canonades. La formació de biofilms depèn de la transmissió de senyals químics entre bacteris, que els permet percebre quan es troben en nombre suficient per establir la pel·lícula. L'estructura dels microorganismes que viuen a l'Antàrtida, a temperatures inferiors a 0° C (creixen en les gotes d'aigua atrapades en el gel) i les possibles restes biològiques presents en el meteorit ALH84001, d'origen marcià, trobat en aquell continent el 1984, han estat estudiades per Carmen Ascaso, del CSIC, i Jacek Wierzchos, de la Universitat de Lleida. Carles Pedrós-Alió, de l'Institut de Ciències del Mar, va aportar una perspectiva molt original de l'estudi dels microorganismes: la seva visió des de l'espai. Des dels satèl·lits és possible veure'ls, no d'un en un, sinó en les grans masses planctòniques que poden influir en les característiques del clima. Ricard Amils, de la Universidad Autònoma de Madrid, ha descobert que un ambient que hom creia estèril per causa de contaminació química -les aigües extremadament àcides del riu Tinto- ni és estèril ni és contaminat. En aquest hàbitat aquàtic, s'han detectat més de 1.300 formes diverses de bacteris, llevats, altres fongs, algues i protists, essent les algues el grup més abundant. Amils, que ha treballat en l'acció dels bacteris com a agents extractors de metall, afirma que l'acidesa extrema del riu Tinto està causada pels mateixos organismes que hi viuen. Uns altres bacteris sorprenents són els magnetotàctics, que incorporen cristalls magnètics i es comporten com a veritables imants vivents. Dirk Schüler, de l'Institut Max Planck de Bremen, n'estudia l'estructura i l'ecologia de cara a la seva aplicació biotecnològica. El coneixement de les comunitats microbianes de la Terra són el punt de partida de Ken Nealson, del Jet Propulsion Laboratory de NASA, per elaborar mètodes per a la cerca de vida extraterrestre.
Aquest simposi ha posat de manifest la superioritat d'uns organismes que ens entestem a denominar inferiors. Dels microorganismes, principalment, depèn la qualitat de l'aigua que bevem, de l'aire que respirem, dels sòls que cultivem i dels recursos minerals o marins que explotem. Enzims necessaris per al manteniment de la vida a la Terra, com ara els anomenats rubisc i nitrogenasa, són exclusivament microbians. L'única superioritat dels humans com a espècie és la seva capacitat de raonament. Caldria que empréssim aquesta capacitat per mantenir l'harmonia de la natura per assegurar, de retruc, la nostra permanència en el planeta.