¿La próxima calamidad del cambio climático?: Estamos arruinando el microbioma, según los humanos

Por David Ewing Duncan

"La actividad humana está provocando un enorme desequilibrio en el microbioma global", afirmóCraig Venter en su voz baja y retumbante. Como de costumbre, no se anduvo con rodeos. Era 2018. Venter y yo estábamos sentados en la cubierta de Sorcerer II, su velero de 100 pies, tomando café en una mañana fría y brumosa en el Golfo de Maine. Olas lentas y circulares rodeaban el barco mientras los delfines, a estribor, saltaban arriba y abajo formando grandes arcos, con sus elegantes y grises cuerpos cubiertos de espuma.

Lo que Venter quiso decir es que los combustibles fósiles y otros contaminantes no sólo están afectando a los osos polares y las mariposas monarca. También están cambiando el mundo invisible de los organismos diminutos que sustentan la vida tal como la conocemos, algo que es parte integral de lo que Rachel Carson llamó “el tejido de la vida” en su libro fundamental de 1962, Primavera silenciosa, una denuncia de la locura de los humanos al contaminar sus vidas. propio entorno.

Esta advertencia también se ha convertido en el toque de atención de Venter. Es un tema central de un nuevo libro que él y yo hemos coescrito llamado The Voyage of Sorcerer II: The Expedition That Unlocked the Secrets of the Ocean's Microbiome, que expone la evidencia convincente de cómo el Homo sapiens está causando el microtejido de nuestras vidas se desmoronen.

La mayoría de los no científicos saben poco o nada sobre esta amenaza existencial. Y aunque había oído hablar de ello como escritor científico, no fue hasta esa húmeda mañana en el barco de Venter que realmente comprendí la urgencia del asunto. En ese momento, Venter, que entonces tenía 70 años, se acercaba al final de una serie de viajes oceánicos iniciados en 2003 para recolectar muestras de agua de mar repletas de microbios, una búsqueda que los científicos rivales originalmente habían llamado una misión tonta. Al final, navegando 75.000 millas, Venter desafió a los detractores al llevar a bordo del Sorcerer II cientos de barriles de agua de mar y luego secuenciar genéticamente los miles de millones de microbios que contenía cada muestra, un proyecto que terminó remodelando lo que la ciencia sabe ahora sobre estas diminutas criaturas, que superan en número a las estrellas conocidas en el universo y conectan toda la vida en la Tierra.

Saluda al microbioma (las bacterias, virus, hongos y animales microscópicos del planeta) que han constituido el patio de recreo de Venter durante los últimos 30 años. De manera más convincente que nadie, ha demostrado que estas diminutas criaturas se encuentran literalmente en todas partes de la Tierra: en la atmósfera, en las profundidades de la tierra, en los glaciares, en cada rosa y en cada corazón palpitante de cada animal. Unos 39 billones de ellos viven dentro y sobre tu cuerpo en este momento, y no vivirías mucho tiempo sin ellos. Las investigaciones sugieren que pueden afectar su salud y su estado de ánimo. Incluso podrían influir en de quién te enamoras, en la salud futura de los bebés y en cuánto tiempo vivirás. Y eso es sólo una pequeña parte de su enorme impacto en nosotros, junto con todas las demás especies de animales o fauna, y cómo se relacionan entre sí.

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Si has visto alguna de las películas de Avatar, los microbios son similares a la versión real de la sustancia viscosa azul brillante que une toda la vida en la luna ficticia de la película, Pandora. Excepto que los microbios no brillan y no son azules. Pero son la fuerza vital de nuestro planeta y lo han sido desde que aparecieron por primera vez hace unos 3.500 millones de años. Los microbios son la razón por la que tenemos una atmósfera de oxígeno, debido al hecho de que algunos de ellos (el fitoplancton microbiano de los océanos) “inhalan” carbono y “exhalan” O2, produciendo quizás el 60% de todo el oxígeno terrestre.

Toda la vida, incluido usted, evolucionó a partir de los primeros microbios. Y toda la vida depende de ellos para todo, desde ayudarte a digerir el batido de frambuesa que acabas de beber hasta las bacterias que devoran y descomponen a cada criatura que muere y, posteriormente, reciclan esos componentes químicos en nutrientes para una nueva vida.

Craig Venter ha sido llamado de todo, desde quisquilloso y arrogante (y cosas peores) hasta genio. En la década de 1990, dirigió un equipo advenedizo que desafió y probablemente venció un programa federal mucho más grande y mejor financiado para secuenciar el primer ADN completo de un ser humano. (La carrera para terminar el primer mapa del genoma humano fue declarada oficialmente empatada en 2000 por el entonces presidenteBill Clinton ). En 2010, Venter logró otro gran hito: crear un genoma humano desde cero, que insertó en una bacteria que luego cobró vida. Este avance alarmó tanto al Presidentebarack obamaque la Casa Blanca ordenó una evaluación urgente de la ética del ADN diseñado y el advenimiento de la “biología sintética”.

Venter no logró nada de esto de manera humilde o silenciosa. Ha pasado una carrera derribando las manzanas de las ortodoxias científicas y luego enfrentando los tumultos de protesta con una arrogancia de "te lo dije" y, a menudo, brillantes florituras de ciencia e innovación tecnológica. Por ejemplo, ha comparado descaradamente sus exploraciones en el microbioma de los océanos con los viajes del joven Charles Darwin en la década de 1830. Para los biólogos, esto es un poco como compararse con el Todopoderoso, una actitud que tampoco ha sentado bien a algunos miembros del establishment científico que se han enfadado ante sus ideas provocativas y su estilo abrasivo, aunque a menudo ha tenido razón.

“Craig tiene una personalidad muy voluble y dura”, observóAri Patrinos, Ex administrador senior del Departamento de Energía de EE. UU., que ayudó a financiar muchos de los proyectos de Venter, “lo cual, en lo que a mí respecta, no es un rasgo negativo. Creo que siempre ha sido una tremenda fuerza de personalidad y compromiso con las ideas que ha tenido. Sinceramente, no creo que hubiera tenido ni la mitad de éxito si hubiera intentado hacer las paces con la gente”.

A principios de 2018, después de cubrir a Venter como escritor científico durante 20 años, estaba en su oficina en La Jolla entrevistándolo para otro proyecto cuando me pidió que lo acompañara en la coautoría de un libro sobre sus aventuras en Microland. Esto inició una aventura de cuatro años para tratar de lograr que se quedara sentado el tiempo suficiente para charlar sobre el libro, entre carreras de veleros antiguos en Nantucket, paseos en cuatro ruedas en su rancho desértico cerca de San Diego y bebiendo martinis en su extensa casa en la costa de California en La Jolla. Como regla general, cuando lo presioné para que hablara de ciencia pura, no se desvió y prefirió hablar de sus aventuras navegando en el Sorcerer II. Como cuando casi fue devorado por tiburones en las Galápagos. O el día en que gendarmes armados abordaron su barco en el Océano Índico.

“¿Soy un poco adicto a la adrenalina?” dijo Craig, barbudo, bajista, perpetuamente quemado por el sol. "Sí."

También fui testigo de su emoción una noche en su casa de La Jolla cuando un amigo cercano lo llamó para informarle que la esposa de su amigo, también amiga de Venter, había muerto. Mientras el sol se ponía entre rayas naranjas y rojas sobre el Pacífico, el tiempo pareció detenerse cuando recibió la mala noticia. Su rostro se volvió estoico, con un toque de El Viejo y el Mar, un rostro cincelado que había vislumbrado de vez en cuando cuando estaba profundamente concentrado, capitaneando Hechicero II. Colgó en silencio y juro que vi una lágrima.

Con perseverancia, pude reconstruir lo que él y su equipo en Sorcerer II habían logrado durante 15 años de viajes que los llevaron desde el Mar Negro hasta el Atlántico Norte y el Mar de los Sargazos, cerca de las Bermudas. La rutina comenzó cuando los asistentes de investigación arrojaron una bomba y sensores especiales al mar para medir la salinidad, la temperatura y otras métricas del océano. Luego, extrayendo unos 200 litros de agua, los asistentes descubrían los diminutos microbios filtrando las muestras de agua de mar a través de filtros de malla fina montados en la popa. Luego, los filtros se congelarían y se enviarían de regreso al instituto de Venter, primero en Rockville, Maryland, y luego en La Jolla, donde los investigadores secuenciaron y analizaron el tesoro escondido. Sus objetivos y los de miles de investigadores independientes que han utilizado los datos de Sorcerer II eran variados: buscar pistas sobre cuántos de estos pequeños organismos existían, qué hacían y cómo evolucionaban con el tiempo; además de conocimientos sobre el desarrollo de nuevas fuentes de energía, medicamentos y productos químicos industriales más limpios; y, en última instancia, pistas sobre los orígenes de la vida misma.

Al reunirme con docenas de científicos para escribir el libro, también escuché hallazgos muy inquietantes sobre el cambio climático. Llámelo una “verdad microbiana inconveniente”, tomando prestado del ex vicepresidenteAl-Gore Libros y películas sobre la acumulación de carbono en la atmósfera. Para tener una idea de los cambios a pequeña escala en el medio ambiente, intente pensar en lo que sucede cuando se da un atracón de comida rápida y se altera el equilibrio de los microbios en el intestino. Usted se enferma.

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Esto es lo que le estamos haciendo al microbioma de la Tierra a medida que los humanos vierten el equivalente químico de la comida rápida en la atmósfera y los océanos, lo que, entre otras cosas, está ejerciendo una enorme presión sobre sistemas críticos a nivel planetario que, en el futuro, las próximas décadas, podrían enfrentarse al colapso.

Tomemos como ejemplo la llamada bomba biológica de carbono oceánico, que utiliza fitoplancton para aspirar entre el 25% y el 30% del carbono del aire y produce la mayor parte del oxígeno que respiramos. Los científicos están descubriendo que el fitoplancton de mayor tamaño está desapareciendo, posiblemente por el aumento de la temperatura del océano y por la asfixia con todo ese carbono. El flujo de nutrientes que alimenta al fitoplancton (y a los peces y otros organismos acuáticos) está cambiando, mientras que la contaminación por fertilizantes y otras sustancias químicas que fluyen de los ríos a los océanos está provocando zonas muertas donde pocos o ningún pez y otra macrovida pueden sobrevivir. Una zona muerta debajo de la desembocadura del río Mississippi en el Golfo de México es ahora casi del tamaño de Nueva Jersey. Y está creciendo.

El ataque al microbioma también está contribuyendo a la muerte de los arrecifes de coral, en parte porque el cambio climático está afectando a las bacterias que viven simbióticamente con los corales y son responsables de sus colores vibrantes y de mantener los arrecifes saludables. El aumento de las temperaturas del océano y la contaminación pueden hacer que los corales expulsen estas bacterias, lo que hace que los arrecifes palidezcan y mueran a medida que pasan de ser coloridos a blancos. En resumen, la salud ecológica del planeta está potencialmente amenazada por la destrucción de los componentes microscópicos que afectan a todos los elementos del medio ambiente en general.

Esto me recuerda algo más que Rachel Carson escribió hace 60 años en *Primavera Silenciosa:* que la naturaleza, frente al “aluvión químico” que le lanzaban los humanos, era “capaz de contraatacar de maneras inesperadas”, algo que Estamos viendo evidencia de todas partes en este momento. No solo con las cosas que podemos ver y sentir, como el calor similar a un horno que ha estado envolviendo al mundo este verano (además de los glaciares que se derriten, las súper tormentas y todo lo demás), sino también en el mundo de lo Muy Pequeño.

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“La mayoría de nosotros tenemos una visión del mundo tan centrada en lo humano”, me dijo Venter poco antes de que despegáramos para navegar por el Golfo de Maine (un raro momento en el que este consumado hombre de acción se puso filosófico) “como si la Tierra estuviera hecha para nosotros, y seguirá apoyándonos sin importar lo que le arrojemos al medio ambiente. No es muy inteligente de nuestra parte. No podemos vivir en una atmósfera de metano y no podemos vivir con demasiado CO2. Pero la mayoría de la gente o los políticos no le prestan mucha atención a eso, lo cual es algo desastrosamente incorrecto”.

En el barco, aquella tarde gris, Venter reiteró este pensamiento mientras contemplaba el mar. Luego se quedó en silencio, girando la cabeza para contemplar el vasto panorama que nos rodeaba, un desierto líquido con dunas hechas de H2O que parecían vivas a medida que la superficie se inclinaba y ascendía, elevando el barco y luego dejándolo caer a un ritmo constante a medida que crecían las olas. en intensidad.

“Se acerca una tormenta”, dijo finalmente, sentándose quieto por una fracción de segundo más antes de saltar a la acción para prepararse para otra tormenta que se avecinaba sobre él.

Partes de este ensayo están adaptadas de El viaje del Hechicero II: La expedición que desveló los secretos del microbioma del océano, que será publicado el 12 de septiembre de 2023 por Harvard University Press. El libro tiene derechos de autor © JCVI; Las secciones de este documento se utilizan con permiso.

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