El bioplástico natural por excelencia es el alimento para los animales
Un nuevo estudio ofrece datos inesperados sobre cómo se descomponen en la naturaleza los plásticos biodegradables de PHA
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Mucho antes de que los seres humanos descubrieran los plásticos biodegradables, los microorganismos ya habían inventado los suyos propios. Muchas bacterias y arqueas producen bioplásticos naturales llamados polihidroxialcanoatos (PHA), que almacenan en el interior de sus células como reservas de carbono y energía.
Hasta ahora, los científicos creían que solo los propios microorganismos podían descomponer estas sustancias. Los investigadores del Instituto Max Planck de Microbiología Marina de Bremen (Alemania) han refutado ahora esa suposición tan arraigada. En un estudio publicado en *Nature Ecology & Evolution*, demuestran que animales que van desde gusanos marinos y estrellas de mar hasta especies terrestres, incluidas las lombrices de tierra, poseen enzimas capaces de degradar los PHA microbianos. Los resultados revelan una vía, hasta ahora pasada por alto, por la que el carbono microbiano puede incorporarse a las redes tróficas animales.
La historia comenzó con un gusano marino inusual llamado Olavius algarvensis. No tiene ni boca ni intestino. En su lugar, cultiva bacterias simbióticas bajo su piel y las digiere para alimentarse. ««Una de las bacterias simbiontes del gusano almacena enormes cantidades de carbono en forma de PHA», afirma la autora correspondiente Nicole Dubilier, directora del Instituto Max Planck de Microbiología Marina. «Nos preguntábamos si el gusano había desarrollado una forma de acceder a esta rica reserva de energía».
La respuesta fue: sí. Los investigadores descubrieron una enzima en el gusano que descompone los PHA microbianos en pequeñas moléculas que los animales pueden utilizar. Las imágenes de alta resolución revelaron además que la enzima se produce exactamente en el lugar donde el gusano digiere a sus simbiontes. Esto sugiere que el gusano puede acceder al PHA almacenado por sus socios bacterianos.
A continuación, el equipo analizó genomas de todo el reino animal y encontró, sorprendentemente a menudo, enzimas relacionadas —en más de 66 especies animales que representan nueve filos diferentes. Los experimentos de laboratorio confirmaron que las enzimas de animales filogenéticamente distantes —entre ellos una esponja, una lombriz de tierra y un colémbolo— también degradan los PHA microbianos. «Esta fue la verdadera sorpresa», afirma la autora principal, Caroline Zeidler, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina. «Lo que comenzó como un descubrimiento en un único gusano marino resultó ser una capacidad muy extendida que comparten animales de ramas muy diferentes del árbol de la vida».
Los PHA microbianos se encuentran de forma natural en suelos, sedimentos y entornos acuáticos de todo el mundo. Se producen cuando los microorganismos almacenan el exceso de carbono para su uso posterior y se encuentran entre los pocos plásticos de origen natural que son completamente biodegradables. Dado que los PHA se fabrican cada vez más como alternativas sostenibles a los plásticos convencionales, comprender cómo se degradan en la naturaleza se ha convertido en un importante ámbito de investigación.
Los nuevos hallazgos de Dubilier y su equipo sugieren que los animales, junto con los microorganismos, pueden contribuir a la descomposición de estos bioplásticos naturales. Más aún, revelan que los animales pueden aprovechar una reserva microbiana de carbono que antes se creía inaccesible para ellos.
«Nuestro estudio cambia nuestra concepción de quién puede utilizar estas reservas microbianas de carbono», afirma la coautora cocorrepondiente Maggie Sogin, quien llevó a cabo gran parte del trabajo en el Instituto Max Planck de Microbiología Marina y actualmente es profesora adjunta en la Universidad de California, de Merced. «Probablemente, los animales llevan alimentándose del bioplástico original de la naturaleza desde hace cientos de millones de años; nosotros solo lo estamos descubriendo ahora».
Los investigadores destacan que aún queda mucho por aprender sobre la extensión de este proceso en la naturaleza y en qué medida contribuye al ciclo del carbono. No obstante, el descubrimiento abre una nueva perspectiva sobre las interacciones entre microorganismos y animales, y pone de relieve cómo los estudios de organismos inusuales pueden revelar procesos biológicos totalmente inesperados.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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