Cómo los organismos sintéticos podrían terraformar la Tierra

El aumento inexorable de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera y el aumento constante de las temperaturas globales plantean la perspectiva aterradora de un cambio significativo en el clima de la Tierra. De hecho, la evidencia parece clara de que nuestro clima se está alterando rápidamente.

Por eso, científicos y políticos de todo el mundo están buscando formas de detener o revertir estos cambios, una tarea que está plagada de dificultades en un mundo enganchado a los combustibles fósiles. Una opción cada vez más discutida es la terraformación: alterar deliberadamente el medio ambiente de una manera que enfríe el planeta, tal vez absorbiendo dióxido de carbono o reflejando la luz solar.

Para tener un impacto, este tipo de cambios en los planes debe tener un alcance global y requiere proyectos de ingeniería de una escala antes inimaginable. Eso hace que los bioingenieros piensen que podría haber una opción alternativa.

En lugar de crear proyectos de ingeniería globales, ¿por qué no crear formas de vida que hagan un trabajo similar? La gran ventaja de este enfoque es que los organismos crecen de forma natural y pueden extenderse por grandes áreas del planeta mediante los mecanismos ordinarios de la vida. Por lo tanto, el proceso de terraformación del paisaje se produciría con una intervención humana mínima. ¿Qué podría salir mal?

Mucho. El gran temor es que este enfoque pueda tener consecuencias inesperadas y no deseadas para el planeta. Un escenario de pesadilla es que los organismos podrían desencadenar involuntariamente mecanismos de retroalimentación que aceleran el calentamiento global en lugar de mitigarlo. Entonces, una pregunta importante es cómo prevenir este escenario.

Hoy recibimos algunas respuestas gracias al trabajo de Ricard Sole y sus amigos en ICREA-Complex Systems Lab en Barcelona, ​​España. Estos muchachos exploran varias formas de crear organismos sintéticos que hacen que sea casi imposible desencadenar bucles de retroalimentación no deseados que dañan el planeta.

Comienzan señalando que un problema particular es la posibilidad de crecimiento explosivo de poblaciones de organismos sintéticos cuando se introducen o se propagan a un ambiente particular. Una forma de prevenir el crecimiento explosivo no deseado es usar una versión modificada de un organismo existente que muestre una relación estricta con otra especie asociada al hábitat objetivo, dicen.

Entonces, el crecimiento de una población de organismos depende de la dinámica de la población de otra. Recientes estudios experimentales indican que tal vínculo mutualista diseñado puede crearse forzando artificialmente una fuerte dependencia metabólica y también con la ayuda de la ingeniería genética, dicen.

Sole y compañía pasan un tiempo explorando esta idea. Señalan que esta interdependencia requiere una doble retroalimentación positiva donde la especie sintética se beneficia y es beneficiada por su huésped. Este escenario está ligado a las relaciones simbióticas que caracterizan varios tipos de asociaciones naturales, como las bacterias fijadoras de nitrógeno que viven en los nódulos de las raíces de las plantas, argumentan.

También hay formas menos directas de interdependencia. La cooperación también puede surgir cuando una especie modifica el entorno existente de manera que permite que una especie asociada prospere y cree más oportunidades de crecimiento para la primera.

Por ejemplo, puede ser posible diseñar un microbio para que libere algún tipo de proteína capaz de mejorar la retención de agua. Otros organismos, como las plantas, pueden hacer uso de esta agua retenida.

Hay otra forma de influir en el crecimiento de la población: limitando el suministro de alimentos. Sole y compañía sugieren organismos modificados genéticamente para que puedan alimentarse solo de desechos humanos, como basura o aguas residuales. Fuera de este entorno, simplemente mueren.

Un buen candidato podría ser la basura plástica en el océano, que se sabe que está colonizada por muchas especies diferentes, incluidos varios géneros microbianos, como Vibrio, dicen Sole y compañía. Señalan que, a pesar del rápido aumento de los desechos plásticos vertidos en el océano, la cantidad observada es mucho menor de lo esperado. [Esto sugiere] (entre otras posibilidades) que algunas especies microbianas capaces de adherirse a los polímeros plásticos también los están degradando, dicen.

Esa es una idea interesante. Si vamos a modificar activamente el entorno para abordar problemas como el calentamiento global, tiene sentido utilizar el potencial de crecimiento y colonización que ofrece la vida. Sin duda, eso es más fácil que diseñar una estructura de algún tipo para influir en el planeta a escala global.

Pero también es una idea controvertida. Sole y compañía dicen que la interdependencia integrada en estos modelos evita el crecimiento descontrolado o los bucles de retroalimentación porque debe sucederles a ambas especies al mismo tiempo y eso es muy poco probable.

Pero de ninguna manera es imposible. Y también hay que lidiar con la evolución. Si bien los organismos sintéticos liberados en la naturaleza pueden ser seguros, unos pocos millones de generaciones después, sus ancestros pueden no serlo.

Sole y compañía buscan amortiguar estos temores señalando que los humanos ya han cambiado la Tierra. A pesar del impacto antropogénico prolongado, sostenido y profundo en muchos de estos nuevos ecosistemas, pueden mostrar una riqueza y una resiliencia que nos recuerdan el potencial de la naturaleza para reconstruirse a sí misma, dicen. Por otro lado, también muestran cuán tenaces pueden ser las formas de vida y cuán difícil es revertir estos cambios una vez que han ocurrido.

La liberación de formas de vida sintéticas con el objetivo específico de terraformar la Tierra puede convertirse algún día en una necesidad urgente. Si ese día llega y cuando llegue, esperemos que estemos contentos con la investigación que ha caracterizado cómo ocurrirá esta terraformación.

Ref: arxiv.org/abs/1503.05043 : Diseños de Circuitos Sintéticos para Terraformación de la Tierra

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