Bacterias y hongos del Sáhara: una presencia constante en el cielo del sur de Europa con impactos en los ecosistemas y la salud

Un estudio del CEAB-CSIC y el CREAF, basado en muestras recogidas durante treinta años, ha revelado que bacterias y hongos procedentes de los desiertos norteafricanos tienen una presencia persistente en el sur de Europa, independientemente de los episodios de polvo sahariano. Este hallazgo confirma que su impacto en los ecosistemas y en la salud humana no es puntual sino continuado. La investigación se ha realizado a partir de muestras de lluvia recogidas desde 1987 hasta 2014 en el macizo del Montseny.

El equipo de la investigación explica que el polvo del desierto —en el que hay microorganismos que se mantienen vivos— viaja constantemente, miles de kilómetros, dentro de las corrientes persistentes de las capas altas de la atmósfera. Termina cayendo con la lluvia o la nieve, que la arrastra hacia el suelo. Por eso, analizando las muestras de precipitación y datos de satélites, los científicos pueden saber qué microbios han recorrido distancias intercontinentales. Para evitar confusiones con la contaminación local, que se concentra en capas más bajas, las muestras se recogen en zonas de montaña, donde la lluvia sólo arrastra partículas provenientes de las altas capas de la atmósfera, asegurando así que el análisis refleja exclusivamente los microorganismos transportados por las corrientes atmosféricas de largo recorrido. Para poder caracterizar la microbiota, los investigadores han analizado el ADN de las muestras de lluvia con técnicas de secuenciación masiva, comparando los resultados con suelos de desiertos norteafricanos y datos genéticos de otros suelos de todo el mundo. Para la investigación, también se ha recreado mediante simulación informática el movimiento de las grandes masas de aire que dispersan a los microorganismos a nivel global.

Los resultados, que abarcan 30 años de datos, se han recogido y dado a conocer en un artículo científico publicado este febrero en la revista Environmental Microbiology. El trabajo demuestra que bacterias y hongos provenientes de los suelos de desiertos del norte de África están siempre presentes en las muestras, en todo el período, y por tanto a nuestro aire, de forma continuada; incluso mucho tiempo después de las grandes inyecciones de polvo saharianas que producen los episodios de calima. También revela la trascendencia de los procesos que sucedan continuamente en las capas altas de la atmósfera y contradice la percepción, derivada de estudios aerobiológicos anteriores, de que la microbiota presente en entornos locales es generada mayoritariamente por los ecosistemas vecinos. Tener en cuenta esta presencia sostenida de microorganismos lejanos en nuestro aire es clave para poder evaluar sus efectos, tanto sobre los entornos naturales como sobre la salud de las personas.

El investigador del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC) y primer autor del estudio, Joan Cáliz, explica que "este fenómeno está relacionado con la capacidad de las partículas generadas en la región sahariana cercana al cinturón de bajas presiones del frente intertropical de ascender a grandes alturas y permanecer suspendida, como si fuera plancton, con muy baja tasa de sedimentación; un mecanismo que probablemente también se da en otras regiones áridas del planeta y genera situaciones similares”.

La investigadora del CREAF i coautora del treball, Anna Àvila, responsable de recollir les mostres al Montseny durant tot el període analitzat, 30 anys, destaca que “aquest coneixement no s’havia pogut obtenir abans per la dificultat de comptar amb finançament per a programes continuats al llarg del temps, com el de recollida de mostres de pluja del Montseny durant trenta anys. El coneixement que anem obtenint amb col·leccions temporals com aquesta posa de relleu com n’és d’important disposar de mostreigs a llarg termini”. 

El jefe del laboratorio de Ecología y Complejidad del Microbioma Global del CEAB-CSIC y director del estudio, Emili Casamayor, señala que “estos microorganismos que nos llegan de manera persistente de lugares lejanos pueden tener efectos a escala local, ya sean positivos (ayudando a establecer comunidades biológicas en ambientes remotos) o negativos, pues también hemos constatado en trabajos previos que patógenos (la mayoría de plantas) y genes de resistencia a antibióticos (con una afectación más directa a la salud humana) están presentes en esta microbiota difusa y persistente que viaja por el aire por todo el mundo. Entender los mecanismos naturales que generan la movilización planetaria de estos microorganismos y cómo la acción humana a nivel local puede acelerarlo o minimizarlo por los cambios en el uso del agua y la tierra, puede ayudar a revertir procesos y generar conocimiento científico por la gestión saludable del territorio”.

Los investigadores subrayan la importancia de continuar estudiando estos fenómenos que se producen en las capas altas de la atmósfera y los factores que los condicionan, ya que tienen un impacto directo tanto en la naturaleza -como la fertilización de los suelos- como en la salud humana -con el aumento de alergias o la propagación de genes resistentes a los antibióticos. Todo esto cobra aún más relevancia en el escenario de cambio climático, en el que se prevé la expansión de las zonas áridas y alteraciones en la circulación atmosférica debido a la actividad humana.

Esta investigación se enmarca en el proyecto AEROSMIC financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y por la red de seguimiento ecológico a largo plazo (LTER) y tiene un fuerte componente transversal. Conecta el estudio de las formas de vida microscópicas con el de las dinámicas globales del planeta Tierra. Une disciplinas como la microbiología, la física o la meteorología para profundizar en el conocimiento de los mecanismos de dispersión de largo alcance de los microorganismos y metodologías como la metagenómica o la biocomputación para obtener un conocimiento profundo de los microorganismos que se dispersan globalmente por la atmósfera.
 

Artículo de referencia: Environmental Microbiology. Persistent desert microbiota in the Southern European sky. Cáliz, Joan, Centre d'Estudis Avancats de Blanes; Menéndez-Serra, Mateu, Centre d'Estudis Avancats de Blanes/Kobenhavns Universitet Section for GeoGenetics; Triadó-Margarit, Xavier, Centre d'Estudis Avancats de Blanes; Avila, Anna; Centre de Recerca Ecologica i Aplicacions Forestals; Casamayor, Emilio; Centre d'Estudis Avancats de Blanes. https://doi.org/10.1111/1462-2920.70046.