Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Las tragadoras de gases

Las condiciones que posibilitan nuestra existencia e, incluso, la de cualquier forma de vida, están muy ligadas al gas metano existente en la atmósfera. El gas metano es el principal componente del gas grisú, conocido en minería por los devastadores efectos de las explosiones de sus mezclas con el aire. Asimismo, es conocido como gas de los pantanos porque se forma por la descomposición bacteriana anaerobia de los materiales vegetales en las zonas pantanosas.

También es un elemento importante del gas natural, aprovechándose el alto rendimiento calorífico de su combustión. Pero el gran problema del gas metano es el de su tremendo efecto invernadero, con una intensidad superior 25 veces a la del conocido y polémico dióxido de carbono, cuyo control de emisiones ha sido objeto de acaloradas discusiones en las últimas cumbres mundiales sobre el cambio climático.

INCÓGNITAS. Pues bien, enterradas bajo el suelo del fondo de los océanos se calcula que existen nada más y nada menos que unas 10 billones de toneladas de gas metano. Esta inmensa cifra representa más del doble de la suma de todos los combustibles fósiles existentes conocidos, tales como el petróleo o el carbón. Ello indica que si las inmensas cantidades de metano acumuladas en los océanos escaparan a la atmósfera tendría lugar una conmoción climática de consecuencias fatales incalculables.

Más aun. Los científicos atmosféricos creen que en los primeros tiempos tras la formación de la Tierra existió en la atmósfera una concentración de metano mil veces superior a la que hoy conocemos. Principalmente, su origen fue volcánico aunque, posteriormente, también contribuyeron a su acumulación la actividad de los microbios productores de metano. Muy posiblemente, en esa época el metano pudo ejercer un efecto muy favorable, ya que, dadas las condiciones climáticas existentes entonces, su gran efecto invernadero colaboró eficazmente para evitar la congelación de nuestro planeta.

Pero si la alta concentración de metano hubiese permanecido estable o hubiese aumentado, la Tierra se hubiera calentado tanto que, al igual que lo ocurrido con Venus, no habría tenido lugar el desarrollo de formas vivientes sobre su superficie. Por tanto, una pregunta es inmediata: ¿Cómo se logró la reducción de esa altísima concentración de metano?.

Otra incógnita adicional: A partir de los 10 billones de toneladas existentes enterrados en los fondos oceánicos, anualmente se liberan unos 300 millones de toneladas del gas. Sin embargo, a la superficie de los océanos no llega prácticamente ningún metano e, incluso, la mayor parte del mismo desaparece en el corto trayecto que va desde su ubicación original hasta alcanzar las primeras capas de agua del fondo oceánico.

SOLUCIONES. Las respuestas casi completas para estos enigmas se han descubierto recientemente. La solución es que el metano es devorado y transformado por unas extensísimas poblaciones de diminutos microbios ubicados en los lodos marinos, cuya hipotética existencia, hasta hace poco, había sido negada casi unánimemente por los científicos.

Las primeras sospechas al respecto ya se tuvieron hacia 1970, cuando el grupo investigador dirigido por el Dr. William Reeburg, de la Universidad de California, estudiaba las regiones ricas en metano de algunos suelos marinos. Comprobaron que las bacterias productoras de metano generaban continuamente grandes cantidades del mismo en el interior de los suelos oceánicos. Sin embargo, cuando analizaban las capas superficiales de suelo firme, en las zonas marítimas más profundas, sorprendentemente el metano ya había desaparecido. Por ello, el Dr. Reeburg lanzó la hipótesis de la posible existencia de microorganismos capaces de captar el metano y convertirlo en dióxido de carbono. Pero la hipótesis tenía que ser demostrada.

Una primera dificultad era que las leyes biológicas parecían oponerse a ello. Efectivamente, se conocían otras bacterias comedoras de metano, pero solo operaban en aguas frescas y ambientes muy ricos en oxígeno, este último imprescindible para metabolizar el metano. Pero, es bien sabido, que en la profundidad de los fondos oceánicos existe una carencia casi absoluta de oxígeno.

El misterio se complicó cuando los científicos investigaron las concentraciones de sulfato. El sulfato, que es un componente normal de las aguas marinas, penetraba en el subsuelo oceánico pero al alcanzar una cierta profundidad, coincidente con la de la desaparición del metano, su concentración caía abruptamente. Entonces, la nueva hipótesis de los geoquímicos fue la de la existencia de unos microorganismos que eran capaces de destruir simultáneamente al metano y a los sulfatos. Pero como las condiciones de los fondos oceánicos son imposibles de reproducir en los laboratorios, las correspondientes investigaciones tuvieron que realizarse por medios indirectos

ARQUEAS. Y pronto se acumularon evidencias al respecto, que fructificaron con el hallazgo de unos microorganismos especiales clasificables como arqueobacterias. Dentro de los organismos procariotas existen dos linajes diferentes: eubacterias y arqueobacterias. Cuando se habla de bacterias usualmente nos estamos refiriendo a eubacterias. Las arqueobacterias suelen crecer en medios inhóspitos. Por ejemplo, algunas se han encontrado en los brotes acuíferos de fondos marinos, a más de 300 ºC de temperatura. Otras arqueobacterias, las termoacidófilas, se hallan en fuentes termales sulfurosas de gran acidez (pH 2) y altas temperaturas (80ª C). También son arqueobacterias las metanogénicas, que en ausencia de oxígeno producen metano por reducción del dióxido de carbono, en los fondos acuosos de cierta profundidad.

En el caso que nos ocupa, las arqueobacterias devoradoras de metano han podido ser identificadas, y estudiadas en los últimos dos años. Viven enterradas en los fondos marinos, agrupadas en conjuntos de unos 100 individuos, con la peculiaridad de que cada uno de estos conjuntos está rodeado de una capa de bacterias diferentes, con las que mantienen una especie de simbiosis química. Las bacterias de la capa externa son capaces de consumir sulfatos externos así como compuestos carbonados procedentes de las arqueobacterias interiores. Estas, a su vez, pueden alimentarse con metano, con un consumo anual total aproximado de unas 300 millones de toneladas, lo que representa la misma o mayor cantidad de metano que la que los humanos lanzamos anualmente a la atmósfera como consecuencia de todas nuestras actividades agrícolas, industriales, etcétera.

Pero aunque comenzamos a conocer la solución a la intriga del metano aun queda mucho por investigar al respecto ya que, por ejemplo, desconocemos casi totalmente los mecanismos moleculares que subyacen en la simbiosis química que se ha establecido entre las arqueobacterias consumidoras de metano y las bacterias consumidoras de sulfato. Lo que es claro es que si, a lo largo de la historia de la Tierra, no hubiesen aparecido estas arqueobacterias devoradoras de metano, ninguno de nosotros existiríamos, ya que no tendríamos las condiciones necesarias para el desarrollo de la vida sobre la Tierra.