Las bacterias capaces de evolucionar rápidamente no pueden resistir un aumento de calor que supere en un grado su temperatura máxima tolerable: no resistirán el calentamiento del planeta, que ya registra la temperatura más cálida de los últimos 10.000 años.

Las bacterias tolerantes al frío que viven en la Antártida no pueden adaptarse genéticamente a los picos de calor extremo que provoca el calentamiento global, ha descubierto un estudio que examinó los límites de la adaptación evolutiva de una bacteria emblemática.

La bióloga Macarena Toll-Riera, de ETH Zurich y su equipo, investigaron una bacteria llamada Pseudoalteormonas haloplanktis, que vive en las aguas costeras de la Antártida y es uno de los organismos adaptados al frío mejor estudiados.

Esta bacteria puede vivir a temperaturas que oscilan entre los 2,5ºC bajo cero y los 29ºC, pero muestra los primeros signos de estrés por calor a partir de los 20ºC.

En su estudio, publicado en la revista "Science Advances", los investigadores explican que cultivaron la bacteria antártica durante cientos de generaciones a temperaturas cada vez más cálidas, para observar cómo se adapta evolutivamente a estos cambios ambientales.

Límite de supervivencia

Observaron que las poblaciones pudieron cambiar su límite de supervivencia solo hasta un grado Celsius adicional. A más temperatura, todo acaba para estas bacterias: incluso después de que los investigadores continuaran cultivando la bacteria durante 300 generaciones a 30 grados, ninguna población sobrevivió a la marca de 31 grados.

Los autores del estudio atribuyen el límite de la salvación evolutiva principalmente a proteínas mal plegadas que se acumulan, y que ya no se descomponen cuando sube el calor.

Identificaron hasta 940 mutaciones en los genomas secuenciados. La mutación genética más común se localizó en la llamada proteasa Lon, que juega un papel importante en la eliminación de desechos de proteínas: falla a temperaturas superiores a los 30 grados.

También detectaron otras dos mutaciones significativas, presentes entre el 87,5% y el 85% de las bacterias sometidas a calor: afectan, respectivamente, a la disminución del número de uno de los dos cromosomas que posee la bacteria estudiada y a la biosíntesis de su pared (que rodea y protege a la célula bacteriana).

Picos preocupantes

El problema es que no se conoce por qué ocurren estas mutaciones y cómo ayudan a gestionar el calor, por lo que los experimentos que aporta la nueva investigación no presagian nada bueno para la capacidad futura de los organismos bacterianos de adaptarse al cambio climático en curso.

Si bien los investigadores hicieron todo lo posible para promover una adaptación al calor evolutivo gradual de P. haloplanktis, y aunque las bacterias son por naturaleza organismos que evolucionan rápidamente, no pudieron ganar más de 1°C de tolerancia máxima.

Plantean en su artículo que, aunque el cambio climático global es un proceso gradual, también aporta eventos climáticos abruptos y extremos, como olas de calor, huracanes y sequías, cuyos impactos en las poblaciones de bacterias les parecen preocupantes.

Destacan que estos episodios ya afectan notablemente a las poblaciones silvestres y que incluso ya han llevado a la extinción de algunas poblaciones locales de abejorros, corales, murciélagos y algas marinas.

Límite sobrepasado

Existe un mecanismo genético, el rescate evolutivo, mediante el cual una población, que se habría extinguido ante el incremento de la temperatura, la contaminación o cualquier otro estresante ambiental, es capaz de sobrevivir debido a la aparición de nuevas mutaciones que confieren resistencia. Pero el rescate evolutivo también tiene su límite.

Debido a que el rescate evolutivo es más difícil en organismos macroscópicos grandes con poblaciones más pequeñas, los límites de rescate serán más frecuentes para los organismos microbianos, especialmente si viven a temperaturas cercanas a su tolerancia térmica y se ven afectados por eventos climáticos extremos: pueden causar temperaturas superiores a la de su tolerancia térmica.

Los modelos predicen que, si el calentamiento global alcanza los 3,5°C a finales del siglo XXI, las olas de calor marinas aumentarán en longitud, intensidad y frecuencia, alcanzando una duración media de 112 días y 2,5 °C por encima de la temperatura máxima de la superficie del mar, destacan los investigadores en su artículo.

En la actualidad, el aumento de la temperatura global promedio es de 1,2ºC por encima de los niveles preindustriales: la temperatura actual es la más cálida de los últimos 10.000 años y tres veces más caliente que la temperatura media de los últimos 2.000 años.

Las bacterias también lo tienen difícil para sobrevivir en estos entornos que estamos registrando y sufriendo a nivel humano, en una escalada interminable hacia lo desconocido.

Referencia

A limit on the evolutionary rescue of an Antarctic bacterium from rising temperatures. Macarena Toll-Riera et al. Science Advances, 15 Jul 2022, Vol 8, Issue 28. DOI:10.1126/sciadv.abk3511