Cuando pensamos en el
calentamiento del Ártico acostumbramos a imaginar glaciares que retroceden,
osos polares buscando plataformas de hielo o enormes cantidades de dióxido de
carbono escapando de un suelo que llevaba congelado desde la última glaciación.
Todo eso está ocurriendo. Sin embargo, bajo nuestros pies sucede otra historia
mucho menos visible y quizá igual de fascinante.
Mientras el permafrost se
descongela, millones de bacterias están intercambiando fragmentos de ADN como
si participaran en un gigantesco mercado de segunda mano genético. No se trata
de una metáfora. Un
estudio publicado recientemente en Nature Microbiology ha
descubierto que el deshielo no solo libera carbono almacenado durante milenios:
también parece acelerar el intercambio de genes entre los microorganismos que
habitan esos suelos helados.
La noticia puede parecer un
detalle reservado a especialistas en microbiología, pero en realidad nos habla
de uno de los motores más poderosos de la evolución. Estamos acostumbrados a
pensar que la evolución funciona lentamente. Una mutación aparece al azar, la
selección natural decide si resulta útil y, con el paso de generaciones, la
población cambia poco a poco. Ese esquema describe bastante bien la evolución
de animales y plantas, pero las bacterias juegan con reglas diferentes.
Además de heredar genes de sus
progenitores, poseen una extraordinaria capacidad para adquirirlos de otros
microorganismos. Un fragmento de ADN puede pasar de una bacteria a otra aunque
pertenezcan a especies distintas. Si ese nuevo material genético proporciona
alguna ventaja —por ejemplo, la capacidad de aprovechar un alimento diferente o
resistir un ambiente hostil—, la bacteria lo conserva. Si no sirve para nada,
acaba perdiéndolo.
Es un proceso conocido desde hace
décadas y constituye una de las razones por las que las bacterias desarrollan
con tanta rapidez resistencias a los antibióticos. Sin embargo, casi siempre se
había estudiado en hospitales o en ambientes muy alterados por la actividad
humana. Lo sorprendente del nuevo trabajo es haber comprobado que este
intercambio puede estar ocurriendo de forma masiva en un ecosistema
completamente natural.
El escenario del estudio es
Stordalen Mire, una extensa turbera situada en el norte de Suecia. Allí el
calentamiento global está transformando lentamente el paisaje. Algunas zonas
conservan todavía el permafrost relativamente intacto; otras han comenzado a
descongelarse y otras se han convertido ya en humedales saturados de agua donde
aumenta la producción de metano.
Durante ocho años, un equipo
internacional tomó muestras periódicas del suelo y analizó centenares de
metagenomas —el conjunto del ADN presente en una comunidad microbiana— junto
con decenas de metatranscriptomas, que permiten averiguar qué genes están realmente
activos en cada momento. Era, en cierto modo, como escuchar la conversación
genética de millones de microorganismos mientras el paisaje cambiaba a su
alrededor.
Los resultados fueron
sorprendentes. Los investigadores identificaron alrededor de 2,1 millones de
elementos genéticos móviles, pequeños fragmentos de ADN capaces de desplazarse
de un lugar a otro del genoma o incluso saltar entre microorganismos diferentes.
En determinadas circunstancias, el intercambio parecía afectar a una fracción
muy importante de la comunidad microbiana, lo que revela una actividad
evolutiva extraordinariamente intensa.
Para comprender la importancia
del hallazgo conviene imaginar el genoma de una bacteria como una caja de
herramientas. Tradicionalmente pensábamos que cada especie disponía únicamente
de las herramientas que había heredado de sus antepasados. El estudio muestra,
en cambio, que esas cajas permanecen abiertas y que las bacterias intercambian
constantemente destornilladores, llaves inglesas y martillos según las
necesidades del momento.
Naturalmente, no todos esos
intercambios tienen consecuencias. La inmensa mayoría de las nuevas
combinaciones desaparecerán sin dejar rastro. Pero basta con que unas pocas
proporcionen una ventaja para que la selección natural haga el resto. Precisamente
ahí aparece el vínculo con el cambio climático.
El permafrost constituye uno de
los mayores almacenes de carbono del planeta. Durante decenas de miles de años
ha permanecido congelado, acumulando restos vegetales que nunca llegaron a
descomponerse completamente. Se calcula que contiene más carbono que toda la
atmósfera terrestre.
Cuando el hielo se derrite, esa
inmensa despensa orgánica queda al alcance de los microorganismos. Son ellos
quienes deciden el destino final de ese carbono: una parte permanecerá en el
suelo, pero otra será transformada en dióxido de carbono o metano y regresará a
la atmósfera, reforzando el calentamiento global.
Hasta ahora los investigadores se
habían concentrado sobre todo en identificar qué especies bacterianas
predominaban en cada tipo de suelo. El nuevo estudio introduce una dimensión
diferente. Quizá no importe únicamente quién está allí, sino también qué genes
adquiere cada población conforme cambian las condiciones ambientales.
Los elementos genéticos móviles
detectados afectan precisamente a funciones relacionadas con el metabolismo, el
aprovechamiento de nutrientes y el ciclo del carbono. En otras palabras, las
bacterias podrían estar modificando sobre la marcha las herramientas con las
que procesan esa inmensa reserva de materia orgánica que el deshielo pone a su
disposición.
No significa que las bacterias
vayan a desencadenar por sí solas una catástrofe climática. La realidad es
mucho más compleja y depende de innumerables factores físicos, químicos y
biológicos. Pero sí indica que la respuesta del permafrost al calentamiento
probablemente sea más dinámica de lo que imaginábamos.
En cierto modo, el suelo ártico
se parece a un laboratorio que ha permanecido clausurado durante miles de años.
El aumento de la temperatura acaba de abrir la puerta. En cuanto la luz entra
en la habitación, millones de microorganismos empiezan a experimentar con
nuevas combinaciones genéticas, explorando posibilidades evolutivas que hasta ahora
permanecían bloqueadas por el frío.
Ahí reside, en mi opinión, la
enseñanza más interesante del estudio. Solemos imaginar el cambio climático
como un fenómeno geológico: se funde el hielo, sube el nivel del mar o cambian
las lluvias. Pero también es un fenómeno biológico. Cada grado adicional
modifica las reglas del juego para millones de organismos, desde los bosques
hasta el plancton oceánico y, sobre todo, para ese inmenso mundo microscópico
del que depende buena parte del funcionamiento del planeta.
Las bacterias llevan más de tres
mil millones de años resolviendo problemas ambientales. Han sobrevivido a
impactos de asteroides, glaciaciones globales y extinciones masivas. Frente a
cada desafío, la evolución les ha proporcionado una ventaja que los organismos
complejos apenas poseemos: una asombrosa capacidad para reinventarse
genéticamente.
Mientras nosotros observamos cómo
el hielo desaparece desde los satélites, bajo la superficie se desarrolla una
revolución silenciosa. No hace ruido, no produce imágenes espectaculares y
nadie la verá jamás a simple vista. Sin embargo, podría influir en la velocidad
con la que el carbono regresa a la atmósfera y, por tanto, en el futuro
climático del planeta.
A menudo olvidamos que la Tierra
no pertenece a los grandes mamíferos ni a los árboles monumentales. Pertenece,
sobre todo, a los microorganismos. Fueron ellos quienes construyeron la
atmósfera que respiramos, siguen controlando los grandes ciclos químicos del
planeta y, ahora que el Ártico despierta de su largo invierno geológico,
vuelven a recordarnos que incluso los cambios más trascendentales pueden
empezar en una célula invisible.
