Plastisfera: comunidades a partir de desechos plásticos
¿Sabías que solo el 9% del plástico producido se recicla y un 12% se incinera? Así es. Estas cifras son realmente alarmantes, pues dan cuenta de que casi todo el plástico que se produce termina en vertederos o desechado en el medio ambiente.
Debido a esta contaminación, los distintos ecosistemas del planeta se han visto sumamente afectados, en especial los sistemas marinos. La excesiva producción de plástico desde mediados del siglo XX presionó al mundo científico para generar alternativas más amigables con el medioambiente.
Fue así como se introdujo a principios de los ‘90s el primer plástico biodegradable basado en polímeros de polihidroxibutirato (Img.1).
Imagen 1. Línea de tiempo del desarrollo del plástico y sus derivados. Se muestra en la imagen el surgimiento e innovación del plástico entre los siglos XX y XXI. Dentro de los hitos más importantes, destaca el descubrimiento del plástico baquelita en 1907, la introducción del Nylon, material que fue ampliamente utilizado durante la segunda guerra mundial y la introducción al mercado del primer plástico biodegradable en 1990.
Primero en su tipo
La introducción del plástico biodegradable al mercado permitió eliminar más rápido los desechos de plástico generados.
Sin embargo, lo anterior no ha sido una solución real al problema de la contaminación, pues factores como el aumento de la población mundial han provocado que se genere más plástico por persona.
Además, debemos considerar que durante la actual pandemia se ha incrementado exponencialmente la producción de plástico, específicamente en elementos de protección personal como mascarillas, guantes quirúrgicos, protección facial, entre otros.
El problema del plástico en océanos
El plástico constituye entre el 60% y 80% -aproximadamente 15 millones de toneladas- del total de la basura que hay en el mar, lo cual impacta negativamente en la flora y fauna marina, obligando a las especies marinas a adaptarse rápidamente a las nuevas condiciones, a migrar o peor aún, a extinguirse en un corto periodo.
A su vez, la gran cantidad de basura impide que el océano regule positivamente el calentamiento global, pues se sabe que los océanos producen la mitad del oxígeno del planeta y absorben al menos el 25% de las emisiones de dióxido de carbono (CO2).
Es así, como hemos sido testigos de la aparición de cinco islas de basura plástica en los cinco giros oceánicos que se producen en el planeta (Img. 2).
Imagen 2. Distribución de las Islas de plástico en el planeta. Se observa en la imagen el surgimiento de las islas de plástico en los 5 principales giros oceánicos del planeta.
Islas poco paradisíacas
Estas islas flotantes son equivalentes al tamaño de países como Estados Unidos o Canadá y no tan solo llaman la atención por su gran superficie, sino que también porque se han encontrado y aislado distintas comunidades de microorganismos que habitan este entorno.
Estudios revelan aspectos interesantes de las comunidades. Por ejemplo, mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) junto a datos moleculares, se confirmó que la plastisfera puede ser una superficie poblada por un microsistema, que incluye productores primarios como algas unicelulares, depredadores, simbiontes y descomponedores.
¿Cómo se origina esta comunidad sobre el plástico?
La plastisfera se desarrolla a partir del agua y de los nutrientes que se acumulan en el plástico como el carbono, nitrógeno, fósforo, entre otros. A partir de estos nutrientes, organismos primarios (fotosintéticos) como algas unicelulares y cianobacterias, obtienen energía de la luz para formar biopelículas que contienen azúcares, permitiendo así que diversos microorganismos, tales como bacterias, hifas fúngicas y otros, puedan reproducirse en este microsistema.
También se ha reportado la presencia de bacterias fotoheterótrofas, es decir, bacterias de los géneros Erythrobacter y Roseobacter, que utilizan la energía del sol sin producir oxígenoy fijan dióxido de carbono (CO2) . También utilizan otras fuentes de nutrientes, como ácidos grasos, carbohidratos y alcoholes.
Por otro lado, se visualizó mediante microscopía de barrido (SEM) la morfología de bacterias heterótrofas, del género Pseudomonas, Bacillus y Rhodococcus aisladas desde desechos de polipropileno y tereftalato de etileno (Img. 3).
Imagen 3. Abundancia relativa de taxones bacterianos en plástico polietileno. Se muestra la comparación (en gráficos circulares) de las comunidades bacterianas en muestras de polietileno, las cuales fueron obtenidas de sedimento costero del mar Norte y desde mar abierto del océano Atlántico Norte. Ambos entornos están dominados por especies del género Vibrio.
Respecto a la diversidad de hongos en la plastisfera se sabe poco, pero recientes experimentos de campo han revelado que miembros Malassezia, que es un género de ellos, se han detectado en desechos de polietileno de mar abierto.
También se han aislado desde mar abierto organismos patógenos del género Vibrio adheridos a desechos plásticos, aunque muchas especies de este género son inofensivas, algunos pueden causar enfermedades en la vida silvestre y en los humanos.
Las bacterias del género Vibrio son patógenas de peces y mariscos en sistemas de acuicultura, también se ha observado que el aumento de la temperatura en el océano Atlántico Norte se correlaciona con las cifras más altas de infecciones en personas por especies Vibrio, provocadas por bañarse en el mar.
¿El lado bueno?
Lo interesante de este diverso microsistema es que existe una gran cantidad de especies que tienen la capacidad de biodegradar el plástico y de esta manera reducir gradualmente la contaminación generada por residuos de plástico.
Con base en lo anterior, estos microorganismos apuntan como posible solución al problema, pero es necesario llevar a cabo más estudios, pues existen diferencias notorias entre plásticos y algunos hidrolizables -es decir, que su cadena principal consta de hidrocarbonos (poliuretano, policarbonato, etc.)-.
Esta pequeña revisión nos invita a entender cómo las comunidades microbianas han encontrado una forma de biotransformar materiales plásticos e incluso biodegradarlos en el tiempo en nuestro ecosistema marino.
Lo cierto es que se necesitarán muchos estudios para comprender a fondo el rol de la plastisfera en los sistemas marinos, su impacto positivo en el medio ambiente, la relación de este ecosistema con la modificación física (tamaño, densidad) y biotransformación química de los desechos de plástico.
