El tesoro evanescente de los glaciares suizos: bacterias que descomponen el plástico y nuevos medicamentos
El derretimiento de los glaciares causado por el calentamiento climático libera a la atmósfera bacterias y virus en gran parte desconocidos. Estos microorganismos podrían ayudarnos a afrontar algunos grandes problemas globales, desde la contaminación por plástico hasta la resistencia a los antibióticos. Por primera vez, un grupo de investigación los está buscando en los glaciares suizos.
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Repentinamente, el camino que conduce al glaciar se vuelve más arduo. El cómodo sendero llano que bordea el lago del glaciar cede el paso a una ladera de cantos rodados y masas rocosas.
Avanzamos con cautela sobre el terreno inestable, que se vuelve aún más resbaladizo por los hilos de agua que bajan de la montaña. De vez en cuando nos llega desde lejos el ruido de piedras que bajan rodando al valle. “Es inquietante”, dice Beat Frey.
Nos encontramos enfrente del glaciar del Ródano, en los Alpes suizos, en un área que hasta hace quince años estaba aún cubierta de una espesa capa de hielo.
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Beat Frey, que trabaja para el Instituto Federal de Investigación para el Bosque, la Nieve y el Paisaje (WSL), observa cómo se ha abierto una nueva grieta transversal en la parte delantera del glaciar desde la última vez que estuvo aquí hace unos diez meses. Dentro de poco, el gigante blanco perderá otro gran pedazo de hielo.
“No sólo el hielo desaparece, también lo hacen los organismos que contiene”, afirma Frey. La pérdida de este patrimonio biológico nos priva de conocimientos fundamentales para entender cómo la vida se adapta a las condiciones extremas, tales como los ambientes fríos, prosigue.
Los glaciares de todo el mundo se están reduciendo a un ritmo alarmante a causa del calentamiento climático. El derretimiento de los glaciares aumenta los niveles del mar y reduce la disponibilidad de agua en algunas regiones.
Según un estudio reciente de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich y la Universidad Libre de Bruselas, en Bélgica, en un escenario más bien optimista con emisiones bajas, los más de 200.000 glaciares del planeta (sin contar los de Groenlandia y de la Antártida) perderán el 29% de su volumen hasta el año 2100. El porcentaje subiría hasta el 54% en un escenario con altas emisiones.
Los glaciares de los Alpes se encuentran entre los más vulnerables y podrán desparecer hasta finales del presente siglo. Los cerca de 1.400 glaciares en Suiza perdieron la mitad de su volumen entre 1931 y 2016, y un 12% más entre este último año y 2021.
Las Naciones Unidas han declarado el 2025 Año Internacional de la Conservación de los Glaciares. El objetivo consiste en sensibilizar sobre el papel fundamental que desempeñan los glaciares, la nieve y el hielo en el sistema climático.
Miles de microorganismos desconocidos en el glaciar y en el suelo
Frey es uno de los primeros investigadores que busca formas de vida en los glaciares alpinos y en el permafrost, la capa del suelo permanentemente congelada. Hace algunos años, dirigió un proyecto pionero para analizar los organismos que viven en el permafrost de los Alpes y del Árctico.
Rápidamente, se reveló que era equivocada la hipótesis inicial de que el ecosistema glaciar no fuera apto para la vida a causa de las bajas temperaturas y de la ausencia de luz y de sustancias nutritivas.
“Ha sido una sorpresa. Jamás hubiera pensado encontrarme con tanta biodiversidad. En los glaciares y en el permafrost siempre se encuentran cosas nuevas”, dice Frey. La investigación en el permafrost de los Alpes grisones ha permitido identificar diez nuevas especies de bacterias y una nueva especie de hongos.
Descubrimientos interesantes también se hacen en otras regiones frías del planeta. Recientemente, un grupo de investigación chino identificó más de 10.000 especies de virus en los glaciares de la meseta Tibetana.
Nuevos fármacos gracias a bacterias y virus que viven en el hielo
Los microorganismos pertenecen a los seres vivos más antiguos en la Tierra, y los que viven en los glaciares pueden proporcionarnos información valiosa sobre la evolución del clima. “Son testimonios únicos del cambio climático en el pasado”, subraya en un correo electrónico enviado a SWI swissinfo.ch John Priscu, de la Universidad estatal de Montana, en los Estados Unidos. Priscu es uno de los expertos más destacados del mundo en biodiversidad microbiana de los ecosistemas glaciales.
Por ejemplo, del análisis de las comunidades microbianas en los glaciares se pueden deducir cambios en la temperatura, la humedad y las corrientes atmosféricas. Las bacterias atrapadas en el glaciar pueden producir metano –un potente gas de efecto invernadero– e influir en el clima terrestre.
Estos organismos minúsculos, del tamaño de unas milésimas de milímetro, también podrían ser una fuente prometedora para el desarrollo de nuevos fármacos y biotecnologías innovadoras. Algunos podrían resultar útiles en la lucha contra los gérmenes resistentes a los antibióticos. El descubrimiento reciente de bacterias y hongos capaces de degradar el plástico a baja temperatura resulta particularmente prometedor.
“Nuestra visión a largo plazo es encontrar una solución para algunos problemas globales”, señala Beat Frey, mientras saca de su mochila unos crampones de hielo.
Hemos llegado justo enfrente del glaciar. Unos cientos de metros más arriba, los investigadores del WSL han preparado los utillajes para recoger los microorganismos del hielo. Están ensayando un nuevo método de filtrado desarrollado en Suiza que también podría ser de utilidad en otras regiones del planeta.
Nos ponemos los crampones para dirigirnos hacia la superficie helada.
El Ródano, ejemplo emblemático del derretimiento de los glaciares alpinos
La nieve ha desaparecido casi por completo, observa Beat Frey, mientras avanzamos sobre el glaciar. Las elevadas temperaturas del verano han provocado el derretimiento de la nieve que había caído abundantemente el pasado invierno y bien entrada la primavera. En esta jornada de finales de agosto, la temperatura a unos 2.300 metros sobre el nivel del mar alcanza los 14 °C (cuando la temperatura media de agosto en el período de 1991-2020 sólo se situaba alrededor de los 10 °C).
El glaciar del Ródano tiene una longitud de unos ocho kilómetros, con una superficie de aproximadamente 15 km2. El glaciar donde tiene su origen el río Ródano, una de las principales corrientes de agua de Europa occidental, es uno de los más grandes y más conocidos de los Alpes suizos.
Sin embargo, el glaciar también es uno de los ejemplos más emblemáticos de los efectos del calentamiento global. A esta altura, su icónica gruta de hielo –una atracción turística de la región– está separada del resto del glaciar. Durante el verano se cubre con lonas blancas
fabricadas de geotextiles que reflejan el sol, ralentizando así el derretimiento del hielo, aunque no podrán conjurar el fin al que parece abocado.
El Ródano y los demás glaciares suizos han perdido más del 60% de su volumen desde 1850. El derretimiento del 2,5% registrado entre 2023 y 2024 supera el promedio de la última década. Según apuntan numerosos estudios, la mayoría de los glaciares alpinos podría desparecer hasta el final del siglo si no se reducen drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero en los próximos años.
Cien kilos de hielo en el laboratorio
“¿Cuántos litros tenemos?”, pregunta Frey. Hemos llegado al sitio de recogida de los microorganismos del hielo. Un expedicionario con guantes de látex sella bolsas de plástico transparentes que contienen agua. Beat Sterli, colaborador del WSL, ha bombeado agua de deshielo de una pequeña balsa natural en el glaciar.
“La concentración de bacterias y virus es muy baja. Tenemos que bombear mucha agua para poder obtener algo”, explica Sterli.
El agua se almacena en envases porque se tiene que filtrar dos veces: con el primer filtrado se extraen bacterias y hongos, es decir, los microorganismos más grandes, mientras que el segundo filtro, con mallas más diminutas, separa los virus.
>> Bacterias y virus en el glaciar: el siguiente vídeo muestra cómo se recogen los microorganismos del glaciar y por qué es importante preservarlos.
Cuando le preguntamos por qué no se recoge directamente el agua de deshielo que brota en la base del glaciar, como sucede en otros proyectos, Frey explica que este tipo de muestras son susceptibles de estar “contaminadas” con partículas o microorganismos arrastrados por el agua pluvial u otras fuentes externas.
La filtración del agua directamente en el glaciar requiere algunas medidas de precaución. Los investigadores deben llevar guantes protectores para evitar contaminaciones y guardar los filtros en recipientes estériles.
Pero el nuevo método tiene una ventaja evidente con respecto al tradicional enfoque, que preconiza la toma de muestras y el transporte de los bloques de hielo al laboratorio. “Es más fácil transportar recipientes de plástico con filtros que cientos de kilos de hielo en una sola vez”, afirma Beat Frey.
Este método innovador es la mejor solución para el análisis de los glaciares en zonas remotas, como por ejemplo en Groenlandia o en otras regiones del Árctico, recalca.
Riesgo reducido de encontrar agentes patógenos en los glaciares
Beat Frey espera encontrar microorganismos con propiedades útiles para la humanidad. No obstante, en el aún misterioso mundo del microbioma glaciar, podrían vivir también organismos indeseados y potencialmente peligrosos.
Algunos científicos advierten que los virus congelados durante milenios en el permafrost árctico de Siberia podrían “despertarse” y volver a circular gracias al calentamiento global. En 2020, se registró en unas muestras ambientales tomadas en el archipiélago Svalbard, situado en el Árctico noruego, la presencia de bacterias que podrían provocar enfermedades.
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Beat Frey recuerda que, cuando empezó a investigar el permafrost hace unos quince años, procedía con extrema prudencia. Sin embargo, hasta ahora no ha encontrado nunca ningún organismo preocupante. La probabilidad de que el deshielo de los glaciares o del permafrost alpino libere agentes patógenos es “extremadamente baja”, sostiene.
Los microorganismos del hielo se han adaptado al frío y difícilmente podrían sobrevivir en condiciones con temperaturas más altas. Podrían infectar otros organismos que viven cerca del glaciar, como las algas o las amebas, pero los humanos y los animales no se encuentran entre sus huéspedes habituales.
Sin embargo, el riesgo, por muy reducido que sea, no se puede excluir del todo, porque se trata de microorganismos desconocidos, puntualiza Arwyn Edwards, director del Centro interdisciplinar de investigación en microbiología ambiental de la Universidad de Aberystwyth, en Gales, que no participa en el proyecto suizo. En cambio, es más plausible que suceda lo contrario, subraya. “En los glaciares se pueden encontrar microorganismos útiles para la salud humana.”
600 litros de agua de deshielo en tres días
A media tarde, las nubes han cubierta casi por completo el cielo, proyectando una larga sombra sobre el glaciar. Un viento gélido nos recuerda que las condiciones en la montaña pueden cambiar de forma repentina.
Beat Frey está satisfecho. Hoy, sus asistentes han bombeado unos 200 litros de agua de deshielo. Durante las tres jornadas que el equipo ha trabajado en el glaciar del Ródano se han filtrado casi un total de 600 litros de agua. Una parte del tesoro microbiológico de los Alpes en vías de extinción se ha preservado.
Sin embargo, aún es muy pronto para confirmar si los investigadores han recogido bacterias o virus potencialmente útiles. Primero, deberán identificarlos y analizar sus propiedades en el laboratorio.
Varios centenares de virus en los filtros
“Hará algo de frío”, advierte Benedikt Gruntz. Han transcurrido algunas semanas desde el trabajo de campo, y a pesar de encontramos esta vez al interior, la temperatura ambiente es de sólo 4 °C, menos que cuando estábamos caminando sobre el glaciar del Ródano.
Gruntz acaba de abrir la puerta de una cámara frigorífica. Estamos en la sede del WSL en Birmensdorf, en la periferia de Zúrich, y el joven investigador está analizando las muestras recogidas durante el verano. Se interesa por los virus. En la probeta que trajo a este enfriadero se encuentran aquellas muestras que entonces obtuvo mediante el filtrado el agua de deshielo del glaciar.
Gruntz debe extraer el ADN para determinar de qué virus se trata. Luego enviará el material genético a una empresa externa especializada en la secuenciación del ADN. Mediante esta
técnica se consigue descifrar el código genético, lo cual, a su vez, permite identificar y clasificar los microorganismos. Los investigadores del WSL esperan encontrar varios centenares de virus.
Virus para luchar contra los gérmenes resistentes a los antibióticos
Gruntz quiere estudiar, en particular, los bacteriófagos (o fagos). Estos virus infectan exclusivamente las bacterias, por lo que son capaces de regular las poblaciones microbianas. Los fagos provenientes de entornos extremos como los glaciares y el permafrost podrían servir para tratar las infecciones bacterianas en los humanos que ya no responden a los antibióticos convencionales.
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Las resistencias antimicrobianas están expandiendo en todas las partes del mundo y causan cada año más de 1,2 millones de muertes, más que el SIDA o la malaria. La Organización Mundial de la Salud considera las resistencias a los antibióticos una grave amenaza para la salud global.
El uso de los bacteriófagos es aún poco extendido en la medicina, aunque promete mucho. En 2023, el Hospital Universitario de Ginebra los utilizó por primera vez para curar a un paciente afectado por una infección bacteriana crónica de los pulmones.
>> El siguiente vídeo ilustra cómo un bacteriófago infecta y destruye una bacteria:
Un biobanco para conservar las bacterias del permafrost y de los glaciares
Las bacterias y los hongos recogidos en los glaciares y en el permafrost de Suiza se guardan en un congelador especial en los sótanos del WSL. Este biobanco, una especie de “archivo viviente”, conserva los microorganismos a una temperatura de -80 °C.
Actualmente, se almacenan aquí alrededor de 1.200 especies de bacterias y cerca de 300 especies de hongos. Una parte proviene incluso de Groenlandia, de Rusia y de las islas Svalbard, en Noruega.
El biobanco del WSL es, probablemente, el único del mundo con bacterias y hongos que viven en entornos fríos, nos confirma Anja Werz, la persona encargada de su administración.
>> Vean el vídeo siguiente para saber más sobre este biobanco único de su género y sobre su importancia:
Candidatos potenciales para producir nuevos medicamentos
El objetivo del proyecto consiste no sólo en preservar la biodiversidad microbiana de los glaciares y del permafrost, sino también en estudiar sus características. Las bacterias podrían producir nuevas moléculas con propiedades antitumorales, antibióticas o antioxidantes, señala Werz.
Científicos y científicas del WSL se interesan sobre todo por las proteínas y enzimas que permiten a las bacterias sobrevivir en entornos fríos. Algunas podrían ser útiles para contrarrestar las resistencias a los antibióticos, explica Beat Frey. “Se trataría de un descubrimiento espectacular.”
El grupo de investigación suizo ya ha identificado algunos posibles candidatos entre los microorganismos conservados en el biobanco. De las bacterias del género Streptomyces, por ejemplo, se sabe que son una fuente importante de antibióticos.
Bacterias devoradoras de plástico
Uno de los descubrimientos más recientes y revolucionarios es el hallazgo de algunas bacterias aisladas en los Alpes grisones, en Suiza, y en el Árctico. Tienen la capacidad de degradar dos tipos de plástico –el poliuretano y el polibutileno adipato tereftalato– ya a partir de una temperatura de 15 °C. Estos materiales plásticos se encuentran en esponjas para uso doméstico, en zapatillas de gimnasia y en bolsas biodegradables.
Las enzimas de estas bacterias se podrían utilizar en un biorreactor para degradar el plástico. Este dispositivo similar a un tanque utiliza los microorganismos para disociar los compuestos químicos del plástico y transformarlos en moléculas más pequeñas y mejor reciclables.
Las enzimas activas a temperaturas bajas podrían también ayudarnos a reducir el consumo energético de determinados procesos industriales, según Beat Frey. “Serían muy útiles, ahora que necesitamos soluciones que gasten poca energía.”
“Sólo somos microbiólogos”
Los investigadores e investigadoras del WSL intentan ahora analizar y estudiar (screening) las muestras guardadas en el biobanco. Quieren entender cuáles son capaces de degradar los polímeros que componen el plástico.
El próximo paso consistirá en identificar las enzimas responsables. “Esto nos permitirá sintetizarlas en el laboratorio y producirlas a gran escala”, explica Beat Frey. Algún día, estas enzimas podrían ser incorporadas directamente al plástico durante la fase de fabricación, lo cual facilitaría la degradación del material.
Pero el recorrido para llegar hasta allí es aún largo. “Sólo somos microbiólogos. Podemos suministrar las bases científicas, pero luego deben intervenir otros actores, por ejemplo, la industria”, recalca.
En el futuro, el biobanco con las bacterias del glaciar y del permafrost será transferido a la Colección de Culturas de Suiza (CCOS), el archivo nacional de los microorganismos de la Confederación. Allí se conservarán en un lugar seguro y durante muchas décadas.
Los glaciares en Suiza y en todo el planeta seguirán descongelándose. Un cambio de rumbo en el uso de los combustibles fósiles no está a la vista. Pero si los glaciares pueden suministrar soluciones para hacer frente a otras grandes crisis del planeta, su derretimiento no habrá sido en vano.
Edición del artículo original, Sabrina Weiss; traducido del italiano por Antonio Suárez y Patricia Islas. Vídeos, traducidos por José Kress
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