martes, 29 de septiembre de 2015

SEMANA ASTROBIOLÓGICA EN MÉXICO: EMA 2015

Reporte por Ruth Quispe , Participante de la EMA2015 y miembro de la Sociedad Científica de Astrobiología del Perú.

Vista al mar desde el auditorio del Museo ¨El Caracol¨, lugar donde se inauguró la EMA2015.

Un viaje a México simboliza el encuentro con una amplia gama de procesos culturales que incluyen su comida, sus lugares turísticos, sus historias, entre otros. Sin embargo, este extraordinario país es sede de un evento muy importante que se realiza a mediados del mes de setiembre cada dos años y en donde se reúnen curiosos personajes amantes de la Astrobiología por una única razón: La escuela Mexicana de Astrobiología.


Del 13 al 18 de setiembre del 2015 se realizó la Tercera Escuela Mexicana de Astrobiología, también conocida por sus siglas EMA, en Ensenada – Baja California, una provincia de México. No hay mejor opción que la de pasar una semana llena de experiencias que incrementan la motivación de los jóvenes por estudiar una carrera astrobiológica. Además de motivación, una de las cosas más interesantes en ésta EMA fue el intercambio de experiencias, costumbres y culturas, un evento conformado por diecinueve estudiantes mexicanos, una peruana, profesores nacidos en México, Francia, USA y Brasil.


Palabras de inauguración de la 3era EMA 2015
con el panel de organizadores.

Una presentación de la Agencia Espacial Mexicana o AEM marcó el inicio de la Escuela. La AEM aseguró que las ciencias del espacio proporcionan información, comunicación e incluso cambios sociales. El Estado, la industria y la colaboración internacional son requisitos primordiales para lograr lo que ambicionan y a bajo costo. La infraestructura espacial creará nuevos trabajos de alto valor agregado y es que el estado no crea riqueza, sino la industria pero para ello, el estado debe motivar, indicó el Dr. Javier Mendieta - Director General de la AEM.


Terminada la primera conferencia, para iniciar una buena semana, todos los participantes tomaron fotografías, charlaron con entusiasmo sobre sus trabajos, investigaciones y del lugar donde procedían para luego ir a descansar y estar preparados para el segundo día, que no nos habían advertido sería uno muy extremo.

El Dr.Hugo Beraldi hablando de las biofirmas y los tapetes microbianos.
Fotografía: Ruth Quispe
En la mañana del lunes 14 de setiembre a las 8:00am todos con gorros, botas de campo, ropa ligera y también ropa para invierno con mantas en sus mochilas, partimos listos para ir a cazar extremófilos rumbo a la Laguna Figueroa, ubicado en San Quintín –México.  El ambiente al que habíamos llegado estaba cerca al mar, a salineras y en una zona volcánica, es decir perfecto para una exploración fascinante. Observamos tapetes microbianos conformados por algas diatomeas, bacterias púrpuras del azufre y cianobacterias, las cuales no podían faltar en una salida astrobiológica, debido a que éstas últimas son los primeros organismos que oxigenaron nuestra atmósfera primitiva. Además de la biota, el Dr. Hugo Beraldi nos explicó qué eran las biofirmas, que son sustancias químicas asociadas con la vida.



Lo tapetes microbianos permiten que sus habitantes comprimidos puedan interactuar fisiológicamente unos con otros, compartiendo alimento y energía.Tapete microbiana de la Laguna Figueroa ,México.Fotografía: Ruth Quispe.

Iniciando el muestreo de extremófilos en la Laguna, la Dra.Elcia Souza Brito, nos indicó que si bien es cierto es muy difícil cultivar microorganismos en ambientes extremos, es posible lograrlo si se imitan las condiciones de los microsistemas en los que se encuentran dichos seres vivos. La realización de un buen muestreo para cultivo e identificación de extremófilos, debe hacerse detallando las condiciones fisicoquímicas, climáticas y geológicas del sitio del muestreo. Esta actividad debe realizarse con materiales esterilizados y transportados de manera segura para que luego puedan usarse inmediatamente evitando pérdida de tiempo y contaminación. Finalizado el muestreo, se guardaron los frascos en un recipiente con hielo seco para evitar que las moléculas de ADN se degraden y puedan ser reconocidas por técnicas moleculares, según nos indicó la especialista.


Paisaje de la Laguna Figueroa en Ensenada , Baja California - México.Zona del muestreo.Fotografía: Paco Beretta.


Terminada nuestra experiencia de cazadores de extremófilos, continuamos nuestro recorrido hacia el Observatorio Astronómico Nacional en San Pedro Mártir, que pertenece al Instituto de Astronomía de la UNAM, en un viaje que duró más de 3 horas. Una vez allí, logramos ver La Vía Láctea con mucho detalle a simple vista. Nuestra misión era observar por telescopios las constelaciones y al planeta Júpiter, así como también aprender a buscar galaxias y los sistemas planetarios alrededor de estrellas por el método del tránsito, usando softwares en la cabina oficial de los astrónomos del observatorio.
Foto grupal con la vía láctea de fondo en el Observatorio Astronómico Nacional en San Pedro Mártir. Fotografía: Paco Beretta.

Luego de nuestro entrenamiento en búsqueda de estrellas, tuvimos una amena charla sobre Marte y la misión Curiosity brindada por el Dr.Patrice Coll, Astrobiólogo de Paris Diderot University, quién nos comentó acerca de los descubrimientos de materia posiblemente orgánica encontrada en Marte. El Dr.Patrice nos comentó también que en su país, él y su equipo realizan esfuerzos para que la divulgación y capacitación llegue a los más jóvenes. Después, mientras otros compañeros seguían su rutina astronómica con telescopio hasta las 4:00am, los demás intentaban borrar el ruido de las observaciones por medio de programas computacionales.


Dra.Elcia Souza esterilizando el material para el aislamiento
de bacterias magnetotácticas.Fotografía: Ruth Quispe.
Al siguiente día, nos levantamos muy temprano, desayunamos y con el apoyo de la Dra. Patricia Núñez nos fuimos a recorrer la zona para reconocer líquenes y musgos, que son organismos extremófilos y han sido usados como indicadores de contaminación en diferentes partes del mundo. Luego de ello, regresamos en bus a la ciudad de Ensenada para ir a los laboratorios de la Universidad Autónoma de Baja California, para comprobar si realmente habíamos aislado muestras de microorganismos que viven en la interfase líquido – sólido, que podían ser bacterias Magnetotácticas. Para lograr observar las bacterias, se debían seguir las indicaciones bajo esterilidad y por medio de la creación de un campo magnético, inducir la dirección o el movimiento de dichos microorganismos. Las bacterias magnetotácticas contienen magnetosomas, que son cristales nanoscópicos de magnetita, lo cual les confiere la capacidad de percibir el campo magnético de la Tierra, además estas bacterias son consideradas un reto para su asilamiento, según nos comentó la Dra. Souza.

Los siguientes días, estuvieron llenos de conocimientos ya que tuvimos las charlas de Introducción a la biología y a la geología desde un punto de vista astrobiológico e introducción a la astrobiología, por supuesto. Se trataron de temas como las teorías del origen de la vida y las características por las que reconocemos la vida, además de entender la importancia del agua y de la química del carbono, así como de ambientes de formación de las rocas ígneas en relación a la Tierra, Luna y Marte y entender que por medio de la tectónica planetaria que conocemos y el comportamiento geológico de la Tierra podríamos extrapolar esa información a otros planetas.
También, tuvimos el honor de escuchar las conferencias del Dr. Carlos Román sobre la formación de sistemas planetarios, al Dr. Julio Saucedo sobre meteoritos, al Dr. Ronald Speltz sobre la cordillera de Alarcón y cuenca Pescadero y vale la pena mencionar, que este último fue uno de los descubridores de una cadena de chimeneas hidrotermales o fumarolas ubicados a 3800 metros de profundidad en el Océano Pacífico y encontradas el presente año (http://www.astrobio.net/topic/origins/extreme-life/researchers-discover-deepest-known-high-temperature-hydrothermal-vents-in-pacific-ocean/) . Estos lugares son muy importantes para seguir desarrollando más investigación sobre el origen de la vida.

Otro de los atractivos resaltantes de esta escuela fueron sus talleres que eran , básicamente , explicaciones con experimentos de la reducción del ruido para imágenes astronómicas por medio de la polarización de la luz y , por otro lado , la observación de microorganismos usando estereoscopios ,microscopios de mesa, portátiles  y de campo logrando observar así los famosos tardígrados u osos de agua.


Fotografía junto al banner de la EMA2015. 
La Dra. Guadalupe Cordero nos enseñó a diferenciar meteoritas de asteroides y cometas, y nos contó que está realizando un proyecto para la detección de meteoroides y otros datos como velocidad, procedencia, ubicación de impacto, etc., en México con la Red Mexicana de Meteoros. Inmediatamente después, escuchamos la presentación de la Dra. Elisa Quintana, que nos habló de planetas tipo Tierra. Fueron temas ideales para cerrar la escuela con broche de oro, pero no sin antes realizar una presentación llamada: ¨SCAP y la proyección de la Astrobiología en el Perú¨. Fue para mí, muy gratificante hablarles de las metas que tenemos y los proyectos que llevaremos a cabo muy pronto en mi país con el objetivo de seguir investigando, educando y difundiendo la astrobiología.


Va a ser imposible de olvidar esta escuela. La EMA2015 estuvo llena de experiencias científicas y culturales. No sólo las conferencias, los talleres y las exploraciones en campo fueron motivantes sino también las visitas guiadas a los laboratorios del Centro de Nanociencias y Nanotecnología y al Instituto de Astronomía, ambos de la UNAM y por último al Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada.


Foto grupal en el Museo ¨El Caracol¨, lugar donde se realizaron las conferencias magistrales de la Escuela Mexicana de Astrobiología.

Foto grupal con el Observatorio Astronómico Nacional del Instituto de Astronomía de la UNAM.
Para finalizar de contar mi experiencia, debo agradecer al Dr. Julio Valdivia Silva , a nuestro asesor Saul Perez y la Sociedad Científica de Astrobiología del Perú por su apoyo para este viaje, a la Dra. Guadalupe Cordero por haberme alojado en su hogar cuando estuve en México D.F. y por ser tan comprensiva,  y por supuesto a toda la Sociedad Mexicana de Astrobiología. Toda esta experiencia es valiosa tanto por los conocimientos y por la misión que me compartieron de seguir difundiendo la Astrobiología a más latinoamericanos.




miércoles, 19 de agosto de 2015

LOS EXTREMÓFILOS COMO LÍMITE DE LA VIDA Y SU POTENCIAL PARA LA BIOTECNOLOGÍA Y LA ASTROBIOLOGÍA.

Por Ruth Quispe Pilco.



Imágen:Parque Nacional de Yellowstone en USA, para microorganismos termófilos y acidófilos.Source: http://fettss.arc.nasa.gov/collection/details/yellowstone-2/


Una de las preguntas que se hace la Astrobiología es: ¿Cuál es el límite de la vida?.La respuesta a esta incógnita depende de los diversos organismos que existen, y diferenciando cual es el límite para cada uno. Así por ejemplo, para los humanos un límite de la vida, sería un ambiente dentro de un volcán con temperaturas elevadas o probablemente un ambiente con altas concentraciones de azufre y sin oxígeno. Pero, para otros seres vivos, esas características no son limitantes, sino por el contrario son importantes requerimientos para su existencia.


Es así, que por acuerdo y punto de vista humano, a los organismos que viven en ambientes extremos se les ha denominado Extremófilos.


Los extremófilos pueden clasificarse en halófilos, por preferir ambientes con altas concentraciones de sales ;en psicrófilos , por vivir a muy bajas temperaturas ;en termófilos , que por el contrario prefieren vivir a muy altas temperaturas ;en barofilos , que soportan altísimas presiones ;en xerófilos , que sobreviven a una extrema desecación , en alcalófilos y en acidófilos dependiendo del pH. Para poder sobrevivir a estos ambientes extremos, estos organismos, en especial microorganismos han superado los límites para otros seres vivos, mediante la adaptación de sus sistemas fisiológicos y genéticos.


La mayoría de los microorganismos extremófilos no pudieron ser encontrados ni aislados en sus hábitats correspondientes hasta la llegada de técnicas moleculares como la Metagenómica y la comparación de secuencias de RNA. El descubrimiento de los extremófilos tiene principalmente dos potenciales de investigación: Uno es para la biotecnología y el otro para la astrobiología.


Biotecnológicamente, estos organismos han dado una increíble variedad de enzimas capaces de catalizar reacciones bioquímicas específicas en condiciones extremas. Tales enzimas han encontrado un lugar ideal en procesos industriales en donde tienen aplicaciones tan diversas como ser aditivos para detergentes de lavandería (proteasas, lipasas) y en la identificación genética de los delicuescentes (Taq ADN polimerasa y su uso en la reacción en cadena de la polimerasa, la famosa PCR). Curiosamente, algunos de éstas enzimas derivadas de extremófilos presentan polyextremofilicidad, es decir muestran estabilidad y actividad en más de una condición extrema, incluyendo las altas concentraciones de sal, pH alcalino, temperaturas bajas y medios con poca actividad de agua a diferencia de una enzima normal que tiene límites de función basados en su dinámica y estructura con respecto al agua. Considerándose el entendimiento de la estabilidad y función de las extremoenzimas muy importantes para las innovaciones biotecnológicas.


Desde una óptica astrobiológica, como se mencionó anteriormente los extremófilos representan el límite de la vida con referencia a los humanos o a todo tipo de ser vivo que viva en nuestro rango fisicoquímico de vida y conociendo que la astrobiología tiene como uno de sus objetivos del RoadMap explorar todos los límites de vida en la Tierra y más allá, se puede estudiar los seres vivos y requerimientos para la vida utilizando ciertas estrategias tales como el estudio de la composición celular de organismos exóticos en la Tierra y la búsqueda de la materia orgánica y microorganismos fuera de ella.


Entonces, tomando en cuenta que los requisitos para la vida en la Tierra son energía, materia orgánica y agua líquida, encontrar agua es un indicio importante para poder decir que ese planeta es habitable, fue habitable o tiene habitabilidad. Sin embargo, en el caso de Marte que se sabe que si tuvo agua líquida en el pasado, aún no es posible confirmar rastros de vida hasta encontrar los demás requerimientos o demostrar que un ser extremófilo quizás, pueda sobrevivir o lo haya hecho en el pasado a condiciones tan extremos como lo tiene el planeta Marte. Las condiciones para la vida en Marte hoy en día no existen, no obstante , usando los extremófilos se pueden realizar experimentos usando halobacterias que puedan ser recuperados en los depósitos de sal en Marte , usando un suelo simulado claro está. Está comprobado que las bacterias de la Tierra pueden sobrevivir en los depósitos de sal por más de 650 millones de años.


Por lo tanto, el uso de microorganismos extremófilos es una herramienta muy útil, por no decir la mejor, para averiguar el pasado, presente y futuro de la vida dentro y fuera de La Tierra, así como también para generar nuevas drogas para el bienestar y desarrollo humano. Siendo la astrobiología el camino para entender los mecanismos más osados en los nichos más extremos que usa la vida para su sobrevivencia.


Imágen: Chroococcidiopsis ha sido encontrado creciendo en aguas termales, en ambientes hipersalinos (alto contenido de sal) , en varios desiertos áridos y calientes en todo el mundo y hasta en el gélido desierto de Ross en la Antártida.Source: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast26jan_1/



REFERENCIAS:

    1. Dejan B.Stojanovia; Oliver O.Fojkar; Aleksandra V.Drobac; Kristina O.Aajko;Tamara I.Dulia;Zorica B.Svirev.Extremophiles — link between earth and astrobiology. Source: http://www.doiserbia.nb.rs/img/doi/0352-4906/2008/0352-49060814005S.pdf.
    2. Maria Botcharova.Earth’s Extremophiles and Astrobiological Implications.Source: http://www.ucl.ac.uk/~ucbpmbo/something.html/Work_files/Case%20Presentation%203.pdf.
    3. Joseph Seckbach, Julian Chela Flores.Astrobiology: From Extremophiles in the Solar System to Extraterrestrial Civilizations.Source: http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-90-481-9748-4_24.
    4. Enhancement Chapter: Raven and Johnson's Biology, Sixth Edition. Extremophilic Bacteria and Microbial Diversity.Source: http://www.mhhe.com/biosci/genbio/raven6b/graphics/raven06b/enhancementchapters/raven30_enhancement.html.
    5. Ram Karan; Melinda D Capes; and Shiladitya DasSarma. Function and biotechnology of extremophilic enzymes in low water activity.Source: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3310334/pdf/2046-9063-8-4.pdf.