La búsqueda de nuevas formas de energía más baratas y compatibles con el medio ambiente se ha convertido en el norte para investigadores y empresas desde hace unos cuantos años. En ese amplio abanico de proyectos e ideas destaca las que se llevan a cabo con el fascinante fenómeno de la bioluminiscencia para la producción natural de luz mediante una reacción química.
La bioluminiscencia es la producción de luz de ciertos organismos mediante una transformación de energía química en luminosa. Esta capacidad se observa en insectos y hongos, pero también en cuerpos de agua, generalmente en ecosistemas marinos. Está presente en 76% de las criaturas de aguas profundas. En algunos organismos, como el calamar, existe una bacteria llamada Aliivibrio fischeri que desencadena esta maravilla luminosa. Las bacterias y dinoflagelados (un tipo de fitoplancton) son los dos grandes grupos de microorganismos implicados en la bioluminiscencia acuática. Estos microorganismos producen luz al convertir su energía química en luminosa mediante una enzima.
Importante para la vida marina
La bióloga biotecnóloga e investigadora Rebeca Rojas Alfaro, pionera en el estudio de este fenómeno, explica que a simple vista no hay diferencia entre la luz emitida por estos dos grupos. Y para precisar a cuál corresponde se toman muestras del agua y se analizan. Rojas está dedicada a esta área desde 2014 como parte de su tesis de licenciatura. Además de estos dos grupos, hay varias especies de animales marinos que tienen relaciones simbióticas con microorganismos bioluminiscentes, como peces y calamares, entre otros. Uno de los casos más conocidos es el pez linterna, que utiliza la luz para atraer a su carnada.
La bioluminiscencia es muy importante para los ecosistemas marinos. Las bacterias bioluminiscentes forman parte de la base de la cadena alimenticia. Algunos microcrustáceos comen zooplancton, el cual a su vez se alimenta de esas bacterias y otros organismos, por lo que sus intestinos brillan y atraen a sus depredadores. Otra de sus funciones es ayudar al reconocimiento de la pareja sexual y al reconocimiento entre especies; los calamares utilizan la bioluminiscencia para camuflarse, el pez linterna para atraer a su presa y otros peces para huir de los depredadores.
Las bacterias bioluminiscentes, además, producen enzimas importantes a nivel industrial, que son capaces de degradar varias sustancias, como desechos de petróleo, almidón y otros compuestos químicos, lo cual contribuye a depurar el agua de los ecosistemas marinos. También producen ácidos grasos esenciales, que son importantes para el resto de los organismos.
La investigadora, cuyos trabajos los realiza en Costa Rica, asegura que menos del 0,1 % de los microorganismos marinos son cultivables en laboratorio. Los microorganismos marinos requieren de condiciones muy especiales para su crecimiento, como alta presión, altas cantidades de sal y condiciones de oxígeno muy variables, que son muy difíciles de replicar en un laboratorio.
Lámparas sin electricidad
Pero, ¿qué pasaría si se pudiera aprovechar esta capacidad para iluminar ciudades sin depender de la electricidad? La respuesta la podría tener la empresa francesa Glowee. Aunque hay otras proyectos que están buscando alcanzar este objetivo, los trabajos que adelanta Glowee están avanzados. La empresa se ha enfocado en crear lámparas que no requieren cables ni enchufes con el uso de las bacterias bioluminiscentes. Estas bacterias se alojan en recipientes transparentes junto con un gel nutritivo. Los microorganismos los están cultivando en el laboratorio, específicamente en acuarios de agua salada antes de envasarse en tubos que serán las lámparas. Aunque las bombillas actuales duran pocos días, Glowee aspira a ampliar su vida útil y convertirlas en una solución.
El deseo de la empresa es iluminar con esta tecnología varias zonas de Francia. De hecho, la empresa firmó una alianza con el ayuntamiento de Rambouillet para que el mobiliario urbano cuente con señalización bioluminiscente. Sin recurrir a la modificación genética, la compañía ha mejorado estas bacterias no patógenas y no tóxicas para convertirlas en un recurso más eficiente.
Asegura que el proceso de fabricación de estas novedosas lámparas consume menos agua que la fabricación tradicional de lámparas LED. Además, libera menos CO2 a la atmosfera. También destacan entre sus bondades que el líquido es biodegradable e infinitamente renovable. Además de su corta vida, la luz que pueden producir las bacterias no es suficiente para un alumbrado público. Generan 15 lúmenes por metro cuadrado cuando debería ser como mínimo de 25 por metro cuadrado para iluminar eficientemente parques y jardines.
Glowee no solo quiere iluminar espacios físicos, sino también nuestra imaginación. El enfoque de sostenibilidad y la creatividad del proyecto nos lleva a pensar en un futuro próximo en el que la iluminación provenga de microorganismos vivos.
La biotecnología y sus posibilidades
La biotecnología es la aplicación de tecnología en la que se basa el uso de sistemas biológicos y organismos vivos -o derivados- para crear o modificar procesos o productos para usos específicos. Los estudios de bioluminiscencia son solo uno de los tantos campos que se abordan en la actualidad. Es una ciencia multidisciplinaria, pues se aplica en química, biología y procesos varios para poder llegar a diferentes sectores como medicina, farmacia, agricultura, ciencia de los alimentos y ciencias forestales.
La biotecnología tradicional data de hace siglos y se basa en la aplicación de técnicas antiguas para obtener los productos que provienen de ciertos organismos vivos como el pan, el vino, la leche, el queso y el yogurt. Otro ejemplo, es la elaboración de la cerveza cuyo proceso incluye la germinación de la cebada junto con la fermentación por levaduras.
Entre las diversas áreas que aborda está la biosanitaria, en la que fabrica fármacos, diagnostica enfermedades, crea vacunas y terapias celulares, y avances en identidad molecular. En la parte agrícola y ganadera, desarrolla cultivos y mejora cosechas y alimentos, además de conseguir resistencia contra plagas y enfermedades. Con herramientas y metodologías de biotecnología es posible producir nuevas variedades de plantas con más rapidez que antes, con tolerancia a condiciones ambientales adversas, características nutricionales mejoradas, resistencia a herbicidas, a plagas.
En los aspectos ambientales analiza la resistencia a la contaminación y la conservación de especies. Se enfoca en el tratamiento de residuos líquidos contaminados, en el manejo de residuos sólidos, en la recuperación de metales, en el diagnóstico y detección de sustancias. En procesos industriales trabaja en sectores como la cosmética, la alimentación, los combustibles y las sustancias químicas. Ayuda a conseguir aditivos, saborizantes, colorantes, detergentes, alcohol carburante gracias a nuevos materiales inteligentes.
Dupla inteligente
La inteligencia artificial se encuentra en el punto ideal para trabajar al servicio de fármacos y medicinas. Gracias a ella y a la biotecnología se podrán alcanzar nuevas metas en el desarrollo de productos y con mayor eficiencia. La biomedicina se podrá apoyar en esta asociación para la obtención de datos más rápida y precisa. Con el uso de la inteligencia artificial la creatividad como la productividad en investigaciones tendrán un impulso, haciendo más eficientes las investigaciones y más precisas en sus datos finales.
Esta realidad se aleja de los pronósticos nada alentadores del mundo cinematográfico en el que las ciudades estarán en manos de máquinas inteligentes. Por el contrario, todo apunta a que gracias a la utilización de inteligencia artificial se podrá avanzar en medicina, lo que mejorará la vida de muchas personas en todo el mundo.
Aunque la biotecnología ha sido utilizada desde la antigüedad para la producción de alimentos y medicamentos, tiene su detractores que no ven tan positivos sus maneras ni los avances alcanzados. Más allá de que ha desarrollado medicamentos innovadores para tratar enfermedades como el cáncer y la diabetes. O que desempeña un papel fundamental en la producción sostenible de alimentos, hay quienes ven algunas desventajas.
Consideran que la manipulación genética plantea dilemas éticos y cuestiones sobre la seguridad de los organismos modificados. Además, algunas aplicaciones de la biotecnología pueden tener un impacto negativo en el medio ambiente. Y el acceso a los avances biotecnológicos puede estar limitado por cuestiones económicas y de distribución. Piden que sea regulada para garantizar la seguridad y la protección de los individuos y el medio ambiente. Destacan que lo más probable es que la brecha entre países desarrollados y en desarrollo pueda ampliarse debido a su uso, si no se promueve una distribución equitativa de recursos y conocimientos.
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