Ciencia

Embalse Riogrande II. Fotos: cortesía Marisol Sepúlveda, Grupo de Investigación en Gestión y Modelación Ambiental GAIA. 

Las cianobacterias son los primeros organismos fotosintetizadores del planeta y se cuenta con registros fósiles de ellas de hace 3.000 a 3.600 millones de años, según explica el profesor Ricardo Omar Echenique, de la Universidad Nacional de La Plata y doctor en Ciencias Naturales, quien evaluó la investigación de Marisol Sepúlveda Sánchez, estudiante de la Maestría en Ciencias Ambientales de la Corporación Académica Ambiental. 

Son algas verde-azules, “responsables del origen de la atmósfera oxigénica y generadoras de metabolitos secundarios nocivos”, dice el jurado del trabajo sustentado por esta bióloga egresada de la seccional Oriente de la Universidad, cuyo título es “Cianobacterias Nostocales y Chroococcales con potencial tóxico en la interfase agua-sedimento del embalse Riogrande II, Antioquia”. 

La investigación de Marisol Sepúlveda es novedosa pues generalmente los estudios de cianobacterias se concentran en la superficie de las aguas, pero a ella le inquietaba saber si la interfase agua-sedimento del embalse Riogrande II, ubicado en el Norte de Antioquia y con influencia en los municipios de San Pedro de los Milagros, Belmira, Don Matías, Santa Rosa de Osos y Entrerríos, actuaba como reservorio de cianobacterias que tienen el potencial para producir Microcystina.

"Hilda Palacio, doctora en Biología y profesora de la Universidad CES, venía trabajando sobre la composición florística en la zona fótica de Riogrande, y durante el proyecto embalses, cuando se realizaban algunos experimentos con sedimentos, el agua se tornaba de color verde, indicando la viabilidad de algas verdes y de Microcystis, cianobacteria implicada en florecimientos en ecosistemas acuáticos de diversas partes del mundo, entonces surgieron interrogantes sobre la posible presencia y viabilidad de estos organismos en el fondo”, cuenta Marisol Sepúlveda.

Y agrega que “en Europa, en lagos someros aparecen florecimientos y el verano favorece la presencia de blooms de cianobacterias, pero aquí muchos embalses son estratificados y más profundos, y este trabajo representa la primera evidencia de viabilidad de estos organismos con potencial tóxico en el fondo de un ecosistema utilizado para suministro de agua potable". 

Otras especies como Spirulina y Nostoc, por ejemplo, en las que no se centró la investigación, han sido usadas por comunidades como parte de su dieta por su alto contenido de proteínas y nutrientes. 

Marisol fue joven investigadora de Colciencias y siempre le gustó la microbiología y la limnología. Ha estado relacionada desde su pregrado con cianobacterias pues también fue su tema de investigación para graduarse como bióloga. Esta vez contó con la asesoría de María Teresa Flórez y Jaime Palacio Baena, integrantes del Grupo de Investigación en Gestión y Modelación Ambiental, GAIA, de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia. 

En el embalse se habían estudiado cianobacterias en la zona fótica, es decir aquella en la que penetra la luz del sol, con trabajos centrados sobre todo en ecología y taxonomía. El investigador emérito Jaime Alberto Palacio Baena reportó varias especies de cianobacterias con potencial tóxico, pero “ya en este trabajo se miró la detección de genes implicados en la síntesis de Microcystina; una de las más distribuidas y conocidas a nivel mundial y la cual abarca más de 90 variantes", explica la estudiante Sepúlveda. 

Las cianobacterias Nostocales y Chroococcales, los dos órdenes escogidos para el estudio, pueden sobrevivir en zonas profundas de ecosistemas acuáticos mediante la formación de estructuras de resistencia morfológicamente distinguibles, como también de pequeñas colonias temporalmente latentes en los sedimentos y, además, pueden producir potentes toxinas. 

“Fue asombroso ver la investigación de Marisol, sumamente complicada, pues en la literatura no hay trabajos sobre ello, donde se evidencian las teorías y aquí quedaron demostradas”, afirmó el evaluador de la investigación que ya fue presentada en el I Congreso Iberoamericano de Limnología, en el XIII Congreso de la sociedad Chilena de Limnología en Chile en el 2016 y en el XI Congreso de Ficología de Latinoamérica y el Caribe, en Cali en el 2017. 

¿Cómo lo hicieron? En tres estaciones del embalse, con un nucleador UWITEC, se sacaron perfiles de sedimento que incluían la interfase agua-sedimento que corresponde básicamente a una zona bioactiva que hay entre la columna de agua y el sedimento, y que se caracteriza porque tiene mucho material particulado, de modo que el agua es muy turbia. 

Las muestras fueron filtradas para realizar la extracción de ADN y posteriormente amplificar los genes mcyD y mcyE, se realizó análisis de Microcystina en cultivos de laboratorio y la densidad celular se determinó utilizando microscopio invertido. Ahí se concentró Marisol, cuyos resultados aportan a un proyecto más grande integrado por dos investigaciones más. 

Según la investigadora, los resultados demuestran la importancia de la interfase agua-sedimento como reservorio de formas de cianobacterias con potencial tóxico en un sistema tropical relativamente profundo. 

Sostiene además que en Colombia no se conocen estudios en la interfase agua sedimento de ecosistemas continentales. De ahí que la detección de genes podría emplearse como una estrategia para la identificación temprana de estas cianobacterias, dado que pueden llegar a repoblar la columna de agua en reservorios que son utilizados para suministro de agua potable.

Por eso investigaciones como la de Marisol producen información útil para generar estrategias de manejo de los embalses en Colombia. De hecho, el profesor Echenique resalta el compromiso de la Universidad y de EPM por el control de estos cuerpos de agua: “el control de las poblaciones de estos organismos nocivos es muy importante, ya que el riesgo que hay que tener en consideración es que las cianobacterias producen toxinas y estas toxinas liberadas al agua pueden generar trastornos a las personas que estén en contacto con ella”.

Foto de una colonia de la cianobacteria Microcystis wesenbergii.   

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