Superreinos: Gracias por recibirnos, Andrea. Cuéntanos del recorrido que hiciste hacia tus investigaciones actuales.

Andrea Barrera: De formación soy bióloga marina, disciplina que era muy poco común para alguien de Talca, tan lejos del mar. A partir de mi doctorado comencé a investigar las interacciones existentes en el Desierto de Atacama y la Antártica, que también es un desierto.

SR: ¿Entonces cómo se define un desierto?

AB: El desierto se define por la cantidad de agua disponible. En la Antártica el agua está en forma de hielo, es decir, no disponible para los organismos. El contraste con el Desierto de Atacama es interesante, porque puedes estudiar cómo funcionan las interacciones en dos ambientes extremos. Somos privilegiados de tener un desierto cálido y uno frío.  

SR: Son un reverso, unos desiertos paralelos.

AB: Sí, totalmente. Además estudiar cómo los organismos sobreviven en condiciones adversas nos ayuda a prepararnos para sobrevivir en los ambientes que habitamos.

Cuando comencé a investigar las plantas y microorganismos de la Antártica, quise entender la interacción y colaboración entre ellos ¿Están juntos porque se necesitan? ¿Es una relación vital, donde si no existe uno el otro no sobrevive?

SR: ¿Qué rol juegan los ambientes extremos para que se den las interacciones de colaboración?

AB: Yo le digo a mis estudiantes que para entender esto hay que fijarse en cómo funcionan todos los organismos. Si el contexto se pone difícil, hay que unirse, trabajar en conjunto; pasa lo mismo en los ambientes extremos.

SR: Establecen un pacto.

¡Claro! Siempre he admirado a la científica Lynn Margulis y su teoría de la endosimbiosis. Ella dice que la vida es una unión simbiótica y cooperativa que permite triunfar a los que se asocian.

En la Antártica, existen plantas capaces de soportar las temperaturas, la radiación UV-B y el spray marino –la alta salinidad– gracias a las interacciones que establecen con otros microorganismos.

SR: Una postura distinta a la sobrevivencia del fuerte y al individualismo.

AB: Exacto. Siento que esa idea aplica para todo, más allá de la ciencia. Cuando te asocias y trabajas en conjunto, te va bien. Es un concepto que me ha acompañado por mucho tiempo.

SR: En contextos extremos, como en la Antártica, ¿proliferan más las relaciones mutualistas entre organismos?

AB: No se podría decir que es un patrón al cien por ciento, pero se dan casos en que, a mayor estrés, las relaciones biológicas se vuelven más importantes. Por ejemplo, en la Antártica, solo existen dos plantas nativas: la hierba antártica (Deschampsia antarctica) que es un pasto, y el clavelito antártico (Colobanthus quitensis).

Al estudiarlas, nos dimos cuenta que el clavel antártico es muy dependiente de la interacción biológica, no le va bien si no interactúa con otros microorganismos. En cambio, la hierba antártica tiene una maquinaria interna muy potente.

SR: En tu investigación es fascinante el estudio de este clavel y la relación que establece con un hongo que lo protege de los rayos UV-B, como un bloqueador solar.

AB: Ese estudio es muy hermoso. Estudiamos los microorganismos interiores del clavel. Poca gente sabe que, además de los del suelo, existen microorganismos en el interior de la planta y que están súper diferenciados. Hay un grupo en la parte foliar y otro en la parte radicular, que generan funciones específicas, por ejemplo para la absorción de agua y nutrientes.

SR: ¿Son separados de las plantas, como parásitos?

AB: No, es como si fueran una extensión de las células de estas plantas. Nosotros hablamos del concepto de holobionte. El holobionte es todo, es decir: tú con todas tus células y todos tus microorganismos, todo es uno en esa maquinaria.

SR: Háblanos de tus investigaciones sobre las costras biológicas…

AB: Cuando empecé a estudiar desiertos me aparecía constantemente el concepto de biocrusts y me di cuenta que –pese a las grandes extensiones de desierto en Chile– eran muy poco estudiadas. Son hermosas, porque se forman por sucesión: primero aparecen las cianobacterias, después bacterias, hongos, musgo y líquenes. 

SR: Hay un órden específico en cómo van poblando el suelo. 

AB: Exactamente, cada organismo tiene un rol en el sistema. Las costras comienzan a liberar un “buffet” de moléculas, a la vez que mejoran el suelo, aportando nutrientes y otras condiciones para la sobrevivencia. Estos microorganismos son ingenieros ecosistémicos que trabajan en conjunto para mejorar la vida del entorno.

SR: ¿En qué momento de tu investigación te interesaste por el cultivo hipotético en otros planetas?

AB:  Mi marte… Es súper loco ese proyecto. Yo estaba estudiando las costras biológicas de la Antártica y luego del desierto de Atacama. Después estuve en el Centro de Astrobiología de Madrid, donde se hablaba mucho de Marte y de Chile. Me fui a investigar al norte, al núcleo hiperárido del desierto de Atacama, lugar que reúne las condiciones más similares a Marte en la Tierra.

Comencé a preguntarme sobre el origen de la vida en el planeta: cómo los primeros microorganismos, las cianobacterias, comenzaron a oxigenar la atmósfera. Naturalmente surgieron más dudas: ¿Podré recrear una atmósfera apta para la vida? ¿Podríamos volver al origen? Son preguntas arriesgadas, pero que tienen base científica. 

SR: Ray Bradbury dice que la ciencia ficción es “el sueño de lo posible, que luego crea el hecho ciencia”; definición que está en el corazón de Superreinos. De alguna manera, creemos que tu trabajo también apunta a la posibilidad. ¿Cómo arrancó este proceso de replicar las condiciones para la vida en otros planetas?

AB: Empecé a cultivar tomates y lechugas a partir de costras biológicas y llegamos a resultados muy interesantes. Creamos un sistema a partir de incubadoras muy simples, quitando el oxígeno con unos reactivos asociados a CO2. Al secuestrar el oxígeno, el ambiente se vuelve anaeróbico y pueden introducirse macetas con costras biológicas, midiendo la temperatura y la oxigenación.

SR: ¿Cómo se te ocurrió esta idea de germinar plantas en ambientes sin oxígeno? 

AB: Las buenas ideas no parten como uno se imagina, enfrascada en un laboratorio o rodeada de libros. Me vinieron caminando, haciendo preguntas y buscando respuestas simples; viendo películas como The Martian de Ridley Scott, donde un botánico debe sobrevivir en Marte, o escuchando Starman de David Bowie.

SR: Las artes y la imaginación jugaron un rol importante en tu investigación… 

AB: Sí, al principio era pura imaginación. Había un desconocimiento casi total. Yo no tenía muchas referencias, no existían tantos estudios. Me di cuenta que no había punto medio, me podían decir “estás loca”, o “es posible”. 

SR: ¿Qué cultivo elegirías si tuviéramos que vivir en Marte? ¿La lechuga y el tomate son buenas opciones? 

AB: Para un cultivo rápido, sí, pero elegiría uno que tuviera más proteínas. Algo como la quinoa, que también crece en condiciones adversas y es interesante desde el punto de vista de las interacciones biológicas, más aún en condiciones extra-planetarias. 

Las expediciones a Marte pueden ser una realidad en un futuro no tan lejano. Si uno piensa en las largas expediciones, hasta ahora sólo se pueden consumir productos deshidratados. En términos de viabilidad, es necesario que existan nuevas estrategias de cultivo. 

SR: Cultivar en contextos inusuales o incluso adversos… Como la misión china Chang’e 4 que ya logró germinar semillas de algodón en la luna.

AB: Absolutamente, me pongo en esos contextos. Si se logran estas interacciones en el peor escenario, se puede solucionar cualquier escenario. Es pensar la vida en el límite, en temperaturas extremas, sin oxígeno ni agua. La intención es cultivar lo impensable.

SR: ¿Estos experimentos podrían también servir para futuros cultivos terrestres?

AB: Sí. En el mundo de la agricultura nos encontramos con que el suelo está dañado, saturado y contaminado por productos químicos. Las prácticas que se han aplicado han sido “pan para hoy y hambre para mañana”. 

Por eso se han integrado otras prácticas, como fertilizar la tierra con materia orgánica, con interacción de microorganismos; nosotros, por ejemplo, estamos estudiando la fertilización basada en algas. Estas “nuevas formas” no las inventamos, son conocimientos ancestrales y ya las practicaban las mujeres agricultoras del pasado. Es necesario observar los procesos de la naturaleza. Yo me dedico a eso, a copiar lo que ocurre en la naturaleza.