Cultura y noticias hispanas del Valle del Hudson
Medio ambiente
Cuidando el Hudson
Investigando agentes microbianos de interés en charcos, marismas y el río
Por Elizabeth Winig
December 2016El Río Hudson siempre ha sido parte de mi vida. Crecí en Germantown, NY, un pueblo rural a 110 millas al norte de la Ciudad de Nueva York. Disfruto del río porque está lleno de vida, desde humanos hasta bacterias. Plantas raras como llantén, Orontium aquaticum (palo dorado), y otras plantas vasculares crecen cerca de sus orillas. Abajo en sus profundidades frías el esturión descansa, y sobre mi cabeza el águila calva me causa admiración.
Dado mi afinidad por el Río Hudson, en mi cuarto año de la universidad me comprometí a la investigación de cuerpos de agua locales en más detalle. Aldo Leopold, ecologista que estudié en mis primeras clases en la universidad, también influyó el tema de mi investigación. Leopold usó métodos científicos para entender mejor al medio ambiente, y escribió: “Al aprender cómo funciona una pequeña parte de biota, podemos adivinar cómo funciona todo el mecanismo”.
Decidí estudiar la vida bacteriana en pequeños cuerpos de agua como una forma de conocer un lugar. Las bacterias son uno de los organismos más antiguos del planeta y han subsistido miles de millones de años, mucho más que animales y plantas. Son unicelulares (en contraste con la mayoría de plantas y animales que son multicelulares), criaturas vivientes que rápidamente se adaptan a cambios en su medio ambiente para sobrevivir y replicarse eficientemente. Se sabe bien que funcionan como descomponedores (descomponen materia, y devuelven nutrientes a la tierra), transforman el carbono en nitrógeno, y son comida para plancton y hasta larvas de mosquito, y pueden tolerar un rango de factores ambientales extremos.
Me empecé a preguntar si las bacterias se comportan diferentemente en pequeños cuerpos de agua (particularmente en marismas, o charcos de marea, versus el Río Hudson). Durante el verano, el fondo de bajos y pequeños cuerpos de agua es fuertemente calentado por el sol y puede variar 20 grados en un solo día, a diferencia de cuerpos más profundos y grandes de agua que no tienen tanta luz solar que pueda penetrar el fondo y drásticamente cambiar toda la temperatura. Quizás la proximidad de las bacterias al sustrato (como encima de la roca en donde se forman las marismas) juega un papel. Una de mis preguntas fue: ¿existen similitudes entre marismas contiguas conectadas a la orilla del Río Hudson? Esto me dirigió a mi tesis, que resume el propósito principal de mi proyecto: Mi investigación se enfocó en determinar si marismas aisladas en rompeolas u otros cuerpos de aguas temporales cerca del Río Hudson sirven como incubadoras para bacterias que pueden afectar la salud humana.
Mi hipótesis es que las marismas en el Río Hudson funcionan como pequeñas incubadoras, por lo cual deberían tener más agentes microbianos negativos que el mismo río. ¿Qué significa esto?, y ¿qué clase de bacterias son consideradas ‘agentes microbianos negativos’? Las bacterias que puedan afectar la salud de humanos o el medio ambiente son agentes microbianos negativos. Para esta investigación me enfoque en las siguientes bacterias: la especie Enterococcus, E. coli, y Endotoxinas (un componente de algunas bacterias). Aquí una pequeña descripción de estas bacterias:
Llevé un cuaderno para tomar notas de la fecha, condiciones de clima y del entorno ambiental (temperatura del aire. Presión barométrica, precipitación, etc. Los cuales fueron tomados por Beacon Institute/Clarkson Universities Weather y por la estación Hidrológica 21 instalada en el lanzamiento de un barco en Germantown). La primer parte de mi año académico estuve recolectando y procesando las muestras.
La segunda parte de mi año académico estuve analizando los datos colectados y completando mi investigación. Los resultados de mi investigación sugieren que hay más por descubrir. Las temperaturas de las marismas y los charcos comunes no eran significativamente diferentes a las del río, por lo tanto mi hipótesis de incubación era incorrecta en este sentido; pero estos lugares sí mostraron diferencias bacterianas y algunas influencias del río de Hudson. Por ejemplo, encontré diferencias en las muestras de enterococos que fueron estadísticamente significativos entre los charcos y las marismas (mientras más altos fueran los charcos). La microcitosis un tipo de cianobacteria la cual incluye organismos que producen toxinas es más abundante en marismas que en cualquier otro tipo de charco. ¿Podría este ser otro tipo de incubación? Investigaciones científicas pueden revelar información de valor pero también inesperada que tiene beneficios potenciales.
En la segunda muestra de las marismas encontré un microorganismo de los Hydrogenobaculum y en la primera muestra del río. Este es un dato interesante ya que esta bacteria puede producir un metabolito secundario llamado violaceina que tiene propiedades antifúngicas que pueden desempeñar un papel en la protección de anfibios de enfermedades. La ciencia es un proceso de aprendizaje para mejorar nuestra comprensión de cómo funciona el mundo. Al final, esto puede ser más valioso que el saber si una hipótesis era correcta o incorrecta. El resultado más importante es ir abriendo puertas a nuevas preguntas y lugares para investigar.
*Extracto del proyecto final de graduación de Bard College, en estudios medioambientales y urbanos Lifeguarding the Hudson: Microbial Agents of Concern in Puddles, Tide Pools, and the River, de Elizabeth Anne Winig. Para leer la versión completa, en inglés, vaya a: http://digitalcommons.bard.edu/senproj_s2015/175
*Traducción al español de Sebastián Antón Ojeda y Evelyn Reyes Delgado
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Decidí estudiar la vida bacteriana en pequeños cuerpos de agua como una forma de conocer un lugar. Las bacterias son uno de los organismos más antiguos del planeta y han subsistido miles de millones de años, mucho más que animales y plantas. Son unicelulares (en contraste con la mayoría de plantas y animales que son multicelulares), criaturas vivientes que rápidamente se adaptan a cambios en su medio ambiente para sobrevivir y replicarse eficientemente. Se sabe bien que funcionan como descomponedores (descomponen materia, y devuelven nutrientes a la tierra), transforman el carbono en nitrógeno, y son comida para plancton y hasta larvas de mosquito, y pueden tolerar un rango de factores ambientales extremos.
Me empecé a preguntar si las bacterias se comportan diferentemente en pequeños cuerpos de agua (particularmente en marismas, o charcos de marea, versus el Río Hudson). Durante el verano, el fondo de bajos y pequeños cuerpos de agua es fuertemente calentado por el sol y puede variar 20 grados en un solo día, a diferencia de cuerpos más profundos y grandes de agua que no tienen tanta luz solar que pueda penetrar el fondo y drásticamente cambiar toda la temperatura. Quizás la proximidad de las bacterias al sustrato (como encima de la roca en donde se forman las marismas) juega un papel. Una de mis preguntas fue: ¿existen similitudes entre marismas contiguas conectadas a la orilla del Río Hudson? Esto me dirigió a mi tesis, que resume el propósito principal de mi proyecto: Mi investigación se enfocó en determinar si marismas aisladas en rompeolas u otros cuerpos de aguas temporales cerca del Río Hudson sirven como incubadoras para bacterias que pueden afectar la salud humana.
Mi hipótesis es que las marismas en el Río Hudson funcionan como pequeñas incubadoras, por lo cual deberían tener más agentes microbianos negativos que el mismo río. ¿Qué significa esto?, y ¿qué clase de bacterias son consideradas ‘agentes microbianos negativos’? Las bacterias que puedan afectar la salud de humanos o el medio ambiente son agentes microbianos negativos. Para esta investigación me enfoque en las siguientes bacterias: la especie Enterococcus, E. coli, y Endotoxinas (un componente de algunas bacterias). Aquí una pequeña descripción de estas bacterias:
- La especie Enterococcus: Algunas cepas existen naturalmente dentro de la vía intestinal de los seres humanos y en algunos animales. Se sabe que la mayoría de las cepas son inofensivas, sin embargo cuando el Enterococcus ingresa al medio ambiente a través de una salida de aguas residuales o escorrentía contamina el agua que bebemos o el alimento que comemos, ya no actúa como una fuente saludable dentro de nuestro intestino. Puede causar enfermedades gastrointestinales y es la segunda bacteria más común que causa infecciones en heridas y del tracto urinario. También pueden reaccionar con otras bacterias y crear una variedad de resistencia a los antibióticos, lo que puede causar infecciones intratables.
- E. coli - Estas bacterias se encuentran comúnmente en el ambiente, en los alimentos y en las heces de mamíferos de sangre caliente, lo que lo convierte en otro buen marcador de contaminación. Por lo general son inofensivos, pero hay ciertas cepas que son patógenas y pueden causar intoxicación en los alimentos o enfermedades intestinales. Un estudio sobre la supervivencia de E. coli en charcos y bebederos de animales reveló que la supervivencia de esta bacteria es mejor en charcos contaminados con fecales y nutrientes, que en los bebederos, que contienen saliva del ganado, compuesta de dióxido de nitrógeno, que es una toxina conocida para algunas cepas de E. coli. Estos tipos de bacteria no sólo nos pueden enfermar cuando las ingerimos sino también pueden afectar nuestra salud mental. Una revisión reciente presentó la posible conexión entre microbios intestinales humanos y salud mental.
- Las Endotoxinas - Algunos estudios han percibido que altos niveles de endotoxina pueden estar asociados con el agua contaminada y con aguas residuales. Las endotoxinas (también conocidas como lipopolisacáridos o LPS) están presentes en la membrana externa (piel) en la mayoría de las bacterias Gram-negativas y algunas cianobacterias, y poseen componentes neurotóxicos. Se transfiere a través de las partículas de agua y aire, altos niveles de LPS están asociados con la inflamación de los alvéolos en nuestros pulmones, inhalación, fiebre, enfermedades respiratorias y algunos trastornos gastrointestinales.
Llevé un cuaderno para tomar notas de la fecha, condiciones de clima y del entorno ambiental (temperatura del aire. Presión barométrica, precipitación, etc. Los cuales fueron tomados por Beacon Institute/Clarkson Universities Weather y por la estación Hidrológica 21 instalada en el lanzamiento de un barco en Germantown). La primer parte de mi año académico estuve recolectando y procesando las muestras.
La segunda parte de mi año académico estuve analizando los datos colectados y completando mi investigación. Los resultados de mi investigación sugieren que hay más por descubrir. Las temperaturas de las marismas y los charcos comunes no eran significativamente diferentes a las del río, por lo tanto mi hipótesis de incubación era incorrecta en este sentido; pero estos lugares sí mostraron diferencias bacterianas y algunas influencias del río de Hudson. Por ejemplo, encontré diferencias en las muestras de enterococos que fueron estadísticamente significativos entre los charcos y las marismas (mientras más altos fueran los charcos). La microcitosis un tipo de cianobacteria la cual incluye organismos que producen toxinas es más abundante en marismas que en cualquier otro tipo de charco. ¿Podría este ser otro tipo de incubación? Investigaciones científicas pueden revelar información de valor pero también inesperada que tiene beneficios potenciales.
En la segunda muestra de las marismas encontré un microorganismo de los Hydrogenobaculum y en la primera muestra del río. Este es un dato interesante ya que esta bacteria puede producir un metabolito secundario llamado violaceina que tiene propiedades antifúngicas que pueden desempeñar un papel en la protección de anfibios de enfermedades. La ciencia es un proceso de aprendizaje para mejorar nuestra comprensión de cómo funciona el mundo. Al final, esto puede ser más valioso que el saber si una hipótesis era correcta o incorrecta. El resultado más importante es ir abriendo puertas a nuevas preguntas y lugares para investigar.
*Extracto del proyecto final de graduación de Bard College, en estudios medioambientales y urbanos Lifeguarding the Hudson: Microbial Agents of Concern in Puddles, Tide Pools, and the River, de Elizabeth Anne Winig. Para leer la versión completa, en inglés, vaya a: http://digitalcommons.bard.edu/senproj_s2015/175
*Traducción al español de Sebastián Antón Ojeda y Evelyn Reyes Delgado
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