El bioplástico original de la naturaleza puede haber alimentado a los animales durante cientos de millones de años

Un estudio innovador revela que los animales, no solo los microorganismos, pueden descomponer bioplásticos microbianos conocidos como polihidroxialcanoatos (PHAs). Estos bioplásticos, producidos por muchas bacterias y arqueas, se creyeron durante mucho tiempo que eran degradables únicamente por microorganismos. Sin embargo, los investigadores del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, han demostrado que una variedad de animales, desde gusanos marinos y estrellas de mar hasta especies terrestres como lombrices, poseen enzimas capaces de degradar los PHAs. Los hallazgos, publicados en Nature Ecology & Evolution, destacan una vía previamente no reconocida a través de la cual el carbono microbiano entra en las redes alimentarias de los animales.

El descubrimiento se originó con un gusano marino único llamado Olavius algarvensis. Esta criatura sin tripa, que mide solo unos dos centímetros de largo, depende por completo de bacterias simbióticas que viven debajo de su piel para su sustento y procesamiento de desechos. Estas bacterias almacenan grandes cantidades de PHA dentro de sus células. Los científicos plantearon la hipótesis de que el gusano podría haber desarrollado un mecanismo para acceder a este recurso rico en energía. Su investigación confirmó esta hipótesis, revelando una enzima en el gusano que descompone efectivamente el PHA en moléculas más pequeñas utilizables por el animal.

Los investigadores recogieron muestras de Olavius algarvensis del fondo marino cerca de Elba, Italia, donde el gusano reside bajo los prados de hierba marina del Mediterráneo. Al analizar la biología del gusano, identificaron el lugar específico donde se produce la enzima responsable de descomponer el PHA, precisamente donde el gusano digiere a sus socios bacterianos. Este hallazgo indica que el gusano puede utilizar directamente el PHA almacenado por sus bacterias simbióticas. Expandiéndose más allá del descubrimiento inicial, el equipo examinó datos genéticos de más de 66 especies de animales que abarcan nueve filos diferentes. Encontraron enzimas similares en una amplia gama de organismos, incluidas esponjas, gusanos de tierra y colas de primavera.

Las pruebas de laboratorio confirmaron que estas diversas especies podrían degradar los PHAs. Según Caroline Zeidler, la primera autora del estudio, este resultado fue inesperado. Lo que inicialmente parecía ser una adaptación única en un gusano marino resultó ser un rasgo generalizado en múltiples ramas del reino animal. Los PHAs microbianos son prevalentes en entornos naturales, existentes en suelos, sedimentos y ecosistemas acuáticos a nivel mundial. Estos bioplásticos se forman cuando los microorganismos almacenan el exceso de carbono para su uso futuro. A medida que crece el interés en usar los PHAs como alternativas sostenibles a los plásticos tradicionales, comprender sus procesos de degradación se vuelve crucial.

La nueva investigación sugiere que los animales desempeñan un papel en la descomposición de estos materiales junto con los microorganismos, contribuyendo al ciclo general de utilización del carbono en los ecosistemas. Las implicaciones de este estudio van más allá de la comprensión ecológica. Desafía las suposiciones anteriores sobre la accesibilidad de las reservas microbianas de carbono y destaca las intrincadas relaciones entre animales y microorganismos. Por ejemplo, la capacidad de los animales para aprovechar el PHA de sus bacterias simbióticas abre nuevas perspectivas sobre el ciclo de nutrientes y la transferencia de energía dentro de redes biológicas complejas.

La investigación adicional se centrará en explorar el alcance de este fenómeno en varios ecosistemas y especies. Los científicos tienen como objetivo investigar cómo esta capacidad influye en la dinámica de la red alimentaria y si afecta el impacto ambiental más amplio de los PHAs. Comprender estas interacciones podría proporcionar información valiosa para desarrollar estrategias más efectivas para el manejo de plásticos biodegradables tanto en entornos naturales como artificiales.