Una expedición saca del mar 30 millones de genes desconocidos

En julio de 2010, cuando medio planeta estaba pendiente del mundial de fútbol de Sudáfrica, la bióloga española Silvia G. Acinas luchaba contra vientos huracanados, rayos y truenos a bordo de un frágil velero en ruta entre Madagascar y la sudafricana Ciudad del Cabo. Los cinco científicos en el buque de vela tenían una misión más preciada que los futbolistas de La Roja: estudiar el plancton, ese grupo de organismos generalmente microscópicos que viven en suspensión en el océano. Cuando Iniesta metió el gol de la victoria en la final frente a Holanda y el planeta gritó gol, la mitad del oxígeno que respirara cualquier persona procedía del plancton.

Acinas y sus colegas levantan hoy su propio trofeo. En un número especial de la revista Science presentan los resultados de su expedición, Tara Oceans, una odisea que dio la vuelta al mundo durante más de 900 días e implicó a 126 científicos de 35 países diferentes. La bióloga y su equipo han detectado “al menos 35.000 especies diferentes de bacterias marinas y arqueas”, este último un grupo de microorganismos de una sola célula poco conocidos pero que constituyen uno de los tres dominios en los que se clasifican los seres vivos, junto a las citadas bacterias y los eucariotas —formados por células con núcleo, como animales, plantas, hongos y protistas—.

A partir de 35.000 muestras recogidas en los océanos de todo el planeta entre 2009 y 2012, los investigadores han obtenido una base de datos con 40 millones de genes de microbios marinos, el 80% de ellos desconocidos para la ciencia. “Emprendimos esta expedición principalmente para obtener un buen conocimiento de los organismos del plancton marino, porque son fundamentales para la vida en la Tierra. Probablemente nuestra base de datos tendrá muchas aplicaciones y podría intentar imaginarme alguna, pero la verdad es que no sé para qué valdrá”, afirma con modestia el biólogo francés Eric Karsenti, director científico de Tara Oceans.

Lo que han hecho los investigadores es como encontrar 40 millones de herramientas extraterrestres en otro planeta. Ahora hay que averiguar para qué sirven. Un gen procedente de una bacteria marina, por ejemplo, guarda instrucciones para crear una proteína que se ya utiliza para fabricar biocarburantes a partir de mazorcas de maíz. La patente genera decenas de millones de euros al año. Los productos lácteos sin lactosa también se producen gracias a un gen de una bacteria que vive en las aguas polares.

Dentro de la comunidad científica marina, estos genomas microbianos se conocen como “el oro azul”. Hay más de 5.000 genes marinos ya patentados, con aplicaciones en los sectores farmacológico, alimentario, cosmético y energético, según cálculos de hace un lustro.

La leche sin lactosa se produce gracias a un gen de una bacteria que vive en las aguas polares

“Nuestra base de datos es pública y abierta, es un legado a la comunidad científica”, explica Acinas, del Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona, perteneciente al CSIC. Su grupo ha leído 7,2 billones de pares de bases de ADN —las letras con las que se escribe el manual de instrucciones que son los genes— de microorganismos marinos. “Este volumen de secuenciación es 1.000 veces superior a cualquier estudio previo”, recalca.

Karsenti, investigador del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, en Heidelberg (Alemania), tuvo la idea de lanzar la expedición en 1995, mientras leía El viaje del Beagle, el diario que Charles Darwin publicó en 1839 relatando su periplo por el mundo a bordo del buque HMS Beagle. De aquel viaje nació la teoría de la evolución. “El libro es una atractiva mezcla de aventura y ciencia. Inicialmente pensé en repetir este viaje con el objetivo de aprovechar el romanticismo de un velero para popularizar la biología moderna en la estela del viaje de Darwin. Finalmente, hablé con oceanógrafos y biólogos marinos y decidimos hacer una expedición científica de verdad”, resume Karsenti.

La idea empezó a madurar en 2007. La diseñadora francesa de moda Agnès Troublé, propietaria de la marca agnès b., cedió su goleta familiar Tara para la expedición. El Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia respaldó la aventura científica. Y Acinas entró desde el principio como coordinadora de bacterias y arqueas. Otro de los cinco estudios que publican hoy en la revista Science revela que en el mar existen al menos 150.000 taxones (grupos) diferentes de protistas en el mar. Hasta ahora solo se habían descrito 11.000 especies de estos seres unicelulares, esenciales en el mecanismo del océano.

“Los resultados de Tara Oceans serán complementarios a los de la expedición Malaspina”, subraya el microbiólogo Josep Gasol, que como Acinas ha participado en ambos proyectos. La Malaspina, coordinada por el CSIC y menos internacional, también dio la vuelta al mundo, entre 2010 y 2011, a bordo de dos buques oceanográficos españoles, tomando más de 200.000 muestras de agua, plancton y gases de la atmósfera.

Mientras Tara Oceans, con un coste de 10 millones de euros, ha recogido muestras de agua hasta los 900 metros de profundidad, la Malaspina llegó a los 4.000 metros de profundidad con un presupuesto de 17 millones de euros. Los resultados importantes de la Malaspina todavía no se han publicado.

“En Tara Oceans tienen unos 40 millones de genes, con un 80% de novedad. En Malaspina calculamos que llegaremos a números similares, aunque habrá menos novedades”, señala Gasol, investigador del Instituto de Ciencias del Mar y coordinador de bacterias en la expedición española.

El CSIC español vendió en 2010 la Malaspina como “la mayor expedición de la historia sobre cambio global”, aunque el responsable de Tara Oceans —un proyecto que también ha estudiado la influencia de factores ambientales, como la temperatura, en el plancton— no está de acuerdo. “Malaspina es una gran expedición, probablemente del mismo calibre que Tara Oceans, aunque todavía no he visto sus datos”, zanja Karsenti.