A través de plantas leguminosas bacterias del suelo reducirían riesgo de contaminación por metales pesados

Un grupo de investigadores de instituciones de España, Estados Unidos y Chile demostraron por primera vez que unas bacterias del suelo que establecen simbiosis con leguminosas presentan genes que les permiten transformar y volatilizar mercurio, y ser así tolerantes a este metal. De acuerdo al Dr. Teodoro Coba de la Peña, investigador CEAZA y uno de los autores de la publicación “hasta ahora, no se había demostrado dicho mecanismo de tolerancia y detoxificación en este tipo de bacterias, sólo se sospechaba”.

Cabe destacar que el estudio utilizó la leguminosa modelo Medicago truncatula. Se trata de una especie muy próxima a la alfalfa, adaptada en Chile y que tiene gran importancia económica en la Región de Coquimbo. Sin embargo, la investigación podría tener implicaciones para otras leguminosas adaptadas en Chile.

Metales pesados y riesgos

Los metales pesados, a partir de ciertas concentraciones, son tóxicos para los seres vivos. Si un suelo contiene una elevada concentración de ellos, éstos pueden traspasarse a los seres vivos, como los cultivos, el ganado y las personas.

“Además, hay que tener en cuenta que los metales pesados son estables, no se degradan y permanecen en el medio ambiente. La contaminación de suelos y aguas es por lo tanto, un gran problema sanitario y ambiental”, destaca el Dr. Coba de la Peña.

De acuerdo al investigador, por medio de la fitoestabilización es posible disminuir los efectos negativos que este tipo de contaminantes provoca en en el medioambiente. Este método utiliza plantas y bacterias para estabilizar zonas contaminadas, haciendo posible la inmovilización y acumulación de metales pesados en la raíz y/o rizosfera de la planta, lo que minimiza su dispersión en el entorno.

“Nosotros estudiamos las bacterias rizobio del suelo, que establecen una relación simbiótica con las plantas leguminosas. La bacteria induce la formación de nódulos en las raíces de la leguminosa. En el interior de estos nódulos, los rizobios captan el nitrógeno de la atmósfera, lo incorporan como compuestos orgánicos nitrogenados, y se los pasan a la planta. Esto permite a la planta crecer mejor, incluso en suelos áridos, y va a enriquecer el suelo en sustancias nitrogenadas. Las bacterias rizobio que contemplamos en esta investigación, tienen la capacidad de captar mercurio de su medio ambiente y transformarlo en otra forma química del mercurio, menos tóxica y más volátil, que se libera en la atmósfera. Pasa de estar en alta concentración en el suelo a estar en baja concentración en la atmósfera”, detalla el especialista.

Asimismo, se logró comprobar que las plantas leguminosas noduladas por estas bacterias son más tolerantes al mercurio, lo que les permite crecer y desarrollarse mejor en un ambiente contaminado. Lo anterior, confirma que las plantas noduladas con estas bacterias pueden ser buenos candidatos para la fitorremediación.

El mercurio volatilizado en la atmósfera, aun en pequeñas proporciones, puede ser perjudicial para otros organismos. “Pero es muy importante dilucidar los diferentes mecanismos que poseen estas bacterias para inmovilizar o eliminar mercurio y otros metales que estamos estudiando, como el cadmio y el arsénico. Ello nos permitiría seleccionar bacterias adecuadas que puedan remediar metales pesados sin contaminar el medio ambiente”, indica el investigador del CEAZA.

En algunos casos, la alta concentración de este tipo de sustancias tóxicas en el ambiente se debe a procesos geológicos naturales. Por ejemplo, la contaminación por arsénico en Chiu Chiu y en el curso del río Loa se debería a la alta composición de arseniatos en las rocas erosionadas por dicho río. “Dicho mineral contiene arsénico, que se disuelve en las aguas del río y contamina sus riberas. En otras ocasiones, la contaminación se debe a procesos industriales, como la minería, la agricultura (producción y aplicación de fertilizantes con alto contenido en cadmio y otros metales pesados), transporte (gasolina con plomo), entre otros, así como a la acumulación de desechos industriales”, explica el Dr. Coba de la Peña.

En el trabajo realizado, las bacterias estudiadas proceden de los terrenos de unas antiguas minas de mercurio en Almadén (Ciudad Real, en el centro de España). Estas minas de cinabrio ya eran explotadas en la época del Imperio Romano.

De acuerdo al científico, se necesita realizar más estudios para diseñar aplicaciones prácticas en terrenos concretos. “Estos resultados podrían tener aplicación en zonas contaminadas de la Región de Coquimbo y del país, ya sea en relaves o en suelos contaminados. De hecho, diversas compañías mineras ya están realizando estudios de fitorremediación en relaves en Chile, a fin de evaluar la posterior aplicación de esta tecnología a mayor escala, en grandes superficies”.

Junto a Coba de la Peña, trabajaron en el estudio sus colegas Gabriela Arregui, autora principal de la publicación; Pablo Hipólito, Beatriz Pallol, Victoria Lara-Dampier, Diego García-Rodríguez, Higinio Varela (todos ellos del Instituto de Ciencias Agrarias ICA-CSIC, España), Parinaz Tavakoli Zaniani, Dimitrios Balomenos (Centro Nacional de Biotecnología CNB-CSIC, España) y Timothy Paape (Brookhaven National Laboratory, EUA). Esta investigación ha sido dirigida por José Javier Pueyo y Mercedes Lucas (investigadores del ICA-CSIC) y financiada por un Proyecto de la Agencia Estatal de Investigación de España.