El genoma de los lagos pirenaicos

El 19 de marzo de 2009 zarpó desde el puerto de San Diego (California) la segunda de una serie de expediciones científicas calificadas entre las más ambiciosas que había realizado la humanidad desde la época de los grandes descubrimientos naturalistas. La expedición dirigida por uno de los investigadores mas carismáticos, mediáticos y visionarios de nuestros días, el Dr. Craig Venter, buscaba completar la vuelta al mundo recogiendo el material genético presente en la superficie del mar, es decir, el genoma de todo un ecosistema entendido como un inmenso superorganismo con funcionamiento coordinado. La magnitud de la empresa había sido comparada a la que realizó en 1831 Charles Darwin a bordo del Beagle pero pocos dudaban de la capacidad de Venter. Entre algunos de sus logros se contaban ser uno de los padres del genoma humano y sacudir recientemente a la comunidad internacional con el anuncio de la creación de vida transplantada sintética en el laboratorio. Tras descubrir el código genético con las instrucciones para fabricar un ser humano contenido en el ADN el científico estadounidense se había propuesto secuenciar el mar. Pero no solo secuenciar el mar estaba entre los objetivos del equipo del Dr. Venter. Acceder al material genético contenido en ambientes excepcionales que albergasen formas de vida peculiares y poco conocidas también estaba entre sus intereses. Entre esos ambientes excepcionales se encontraban los lagos fríos de alta montaña donde la vida se ha adaptado a vivir en condiciones de frío intenso permanente. Entre esos lagos se escogió el Estany Redon para ser el primero en desvelar su genoma por la larga tradición de estudio que ha tenido este pequeño ecosistema por parte de investigadores de la Universitat de Barcelona y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) a lo largo de los últimos 25 años.

Formas de vida microscópicas presentes en las aguas del Estany Redon. Se trata de bacterias que de manera natural pueblan estas aguas con morfologías muy simpres y un tamaño mil veces más pequeño que un milímetro pero que desempeñan funciones vitales imprescindibles para el mantenimiento de la salud del ecosistema.

Precisamente estas formas de vida microscopica que llevan miles de millones de años presentes en la Tierra y que han desarrollado estrategias para sobrevivir a base de moléculas más resistentes y eficientes y mecanismos de reparación de las lesiones enlas células más sofisticados son las que han despertado el interés de este científico visionario en colaboración con investigadores del Centro de Estudios Avanzados de Blanes.

Instalaciones del Centre de Recerca d’Alta Muntanya (CRAM, Universitat de Barcelona, boca sur del Túnel de Vielha) de donde partió el 14 de mayo de 2010 la expedición para descubrir el genoma del Lac Redon después de una intensa nevada.

A simple vista y con ojos de profano los estanys de los Pirineos contienen aguas frías y transparentes, con pocos nutrientes y escasas formas de vida acuática adaptada. Básicamente algunos insectos, crustáceos y peces. Sin embargo, cuando nos adentramos en el mundo de lo microscópico, observamos que las formas de vida más pequeñas que una centésima o milésima de milímetro pueblan abundantemente estas aguas. Podemos encontrar mas de mil millones de individuos en un litro de agua y son formas de vida adaptadas a una condiciones vitales extremas de escasez de alimento, temperaturas cercanas a los 0 grados, radiación ultravioleta perniciosa y muy poca disponibilidad de sales minerales, que han desarrollado estrategias vitales para superar esas dificultades.

Camino de ascensión al Lago Redon en una fría y desapacible mañana.

genoma

el genoma de los lagos pirenaicos

De hecho el “superorganismo” Estany Redon es como una inmensa factoría que inspira CO 2 de la atmosfera y lo fija en estructuras vivas gracias a la energía del sol durante el día y lo exhala al llegar la noche como un largo suspiro. Este superorganismo está formado por un número extremadamente grande de pequeñas unidades de trabajo especializada cada una de ellas en una tarea y que en su conjunto hacen funcionar esta factoría. Estas pequeñas unidades son las poblaciones de microorganismos que constituyen el plancton y sostienen la vida en el Estany. Con una pequeña cucharadita de café se recogerían del orden de entre 100.000 y 1 millón de individuos.

Miles de millones de microorganismos del Estany Redon recolectados sobre una membrana. En su interior contienen el genoma del Estany.

Investigadores capturando microorganismos sobre la superficie helada del estany.

Casi un centenar de litro s de agua se recolectó de la superficie helada del Estany.

Los investigadores recolectaron cerca de un centenar de litros de agua del Estany y tras un procesos de filtración a presión en el laboratorio sobre unas membranas de tamaño de poro inferior a la milésima de milímetro, se concentraron cerca de 100.000 millones de microorganismos. La suma del material genético de todas estas unidades constituyen el genoma del Estany Redon. Estas membranas se sometieron a ultracongelación para su traslado al laboratorio de Blanes y de allí volaron al laboratorio del Dr. Venter en San Diego donde esperan para ser procesadas.

Investigadores del Centre d’Estudis Avançats de Blanes y del Craig Venter Institute de Sant Diego trabajando en las instalaciones del CRAM.

Tras descifrar el código genético de estas muestras en el laboratorio estadounidense (millones de fragmentos de ADN) los investigadores de Blanes se desplazarán a San Diego para estar presentes en el momento en que vea la luz la composición del genoma del Estany. La información se trabajará conjuntamente mediante potentes herramientas informáticas y de computación y será periódicamente puesta al servicio de la comunidad

científica internacional para estimular la investigación sobre la ecología y la evolución de los seres vivos más diminutos. Este pequeño Estany de los Pirineos pasará a la historia como la pequeña Galápagos de los ecólogos microbianos.