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Aplicaciones de la biología marina:
La vida en el océano tiene una influencia notable sobe la vida en la Tierra. Ya que contamos con el mar como fuente de proveedora de alimentos y de energía, sobre nosotros recae la responsabilidad de mantener su integridad. El biólogo marino es el encargado de estudiar y conocer los organismos marinos, de evaluar los recursos utilizables y de determinar las normas para su explotación y para la conservación del equilibrio ecológico. El conocimiento sobre la distribución y biología de las especies comerciales es importante, tanto para la industria pesquera como para comprender el funcionamiento de las biocenosis marinas. Una gran disminución en una población de peces podría ser señal de una actividad pesquera excesiva o de la actuación de una especie competidora o predadora que se haya visto favorecida por cualquier alteración.
La biología de las especies es importante también desde el punto de vista de los cultivos marinos, resultando éstos de más productivos si hay un conocimiento profundo de la especie con la que se trabaja. También es una ayuda en el desarrollo de nuevas técnicas de pesca, cebos, trampas, etc. El conocimiento de la distribución de peces y organismos que pueden dañar las estructuras realizadas por el hombre (sobre todo por perforación) constituye un importante factor en la elección del emplazamiento de un dique o de una construcción marina.
Los biólogos marinos desarrollan una tarea cada vez más importante en la tutela del patrimonio natural y el control de la contaminación, pues si bien muchos productos de desecho son descargados en mar abierto, los organismos marinos, a través de las cadenas alimentarias, son capaces de acumular sustancias contaminantes que en el último término pasan al hombre, con las conocidas y funestas consecuencias que esto tiene.
Fuente de productos químicos:
Un bioplaguicida marino utilizado en la actualidad es le Padan, desarrollado a partir de una toxina de un gusano para cebo conocida desde hace siglos por los pescadores japoneses. El Padan actúa contra las larvas de plagas como el taladro de los tallos de arroz, o el minador de las hojas de los cítricos. Otros insecticidas, eficaces contra los saltamontes y la oruga de la mariposa del tabaco, se basa en los compuestos producidos por las esponjas y las babosas marinas para repeler a sus predadores naturales. Estos compuestos tóxicos incluyen terpenos, una amplia variedad de compuestos utilizada también en disolventes y perfumes.
Algunas industrias e investigadores están particularmente interesados en los organismos marinos que medran en lugares extremadamente calurosos, como las inmediaciones de las chimeneas submarinas. Incluso un calor moderado provoca que la mayoría de las moléculas biológicamente activas pierdan su efectividad, por lo que resulta especialmente interesante comprender cómo pueden estos microorganismos de agua caliente desarrollarse en temperaturas superiores a los 100ºC.
Las enzimas que actúan a altas temperaturas reciben el nombre de termoestables. De entre éstas, las que modifican moléculas de ADN -por ejemplo, las polimerasas, las ligasas y las endonucleasas de restricción han demostrado ser de un valor incalculable para el estudio del material genético. Una enzima polimerasa termoestable del ADN, producida por las bacterias que viven en los manantiales calientes del Parque Nacional de Yellowstone, fue la base para la primera reacción en cadena de la polimerasa (RCP). Esta enzima fue elegida Molécula del Año por la revista Science en 1989. Se ha obtenido una segunda generación de encimas RCP termoestables, a partir de las bacterias que pueblan las inmediaciones de las chimeneas submarinas del fondo oceánico, comercializadas por una pequeña compañia de Massachusetts como Polimerasas Vent y Deep Vent. (Eric S.Grace)
Interesan especialmente a la industria encimas digestoras de proteínas, resistentes a la sal, segregadas por bacterias marinas, ingrediente potencial para detergentes utilizados en la limpieza de algunos equipos industriales; compuestos producidos por algas y esponjas, que promueven la germinación y el crecimiento de raíces y hojas de plantas; enzimas de características únicas que ayudan a combinar moléculas biológicas con halógenos (como el cloro y el yodo). Los investigadores japoneses las extraen en grandes cantidades de algas marinas para utilizarlas en las industrias médica, cosmética y alimentaria.
El problema de obtener compuestos potencialmente valiosos a partir de animales marinos consiste en que los seres vivos no siempre los secretan de modo predecible y periódico, como en una fábrica. Muchas de las sustancias naturales más interesantes son producidas en pequeñas cantidades y en momentos determinados, por ejemplo, en respuesta al estrés, en determinados momentos del ciclo vital o en estaciones concretas. La producción puede verse también influida por la dieta del organismo, su ubicación, incluyendo la profundidad), las condiciones físicas y químicas del agua y la presencia en su entorno de organismos tales como predadores, parásitos u otros miembros de su misma especie.
Las mismas razones hacen difícil la obtención de grandes cantidades de productos a partir de organismos en cautividad, así como la estimulación de su producción en células o tejidos extraídos de plantas y animales.
Alvin y la evolución:
Mientras su extraordinaria técnica [secuenciación de pequeños fragmentos de ADN seccionado arbitrariamente y ensamblado posterior por software] se convertía con rapidez en la práctica normal, la siguiente carta que Venter [al frente del TIGR] se sacó de la manga dejó al mundo científico totalmente boquiabierto cuando expuso un resultado que, literalmente, ha vuelto a escribir el libro de la evolución y ha vuelto a trazar el árbol de la vida. El relato tiene sus orígenes en 1982, cuando un submarino de investigación llamado Alvin peinaba el fondo del océano Pacífico cerca de la costa de Baja California, en busca de nuevas formas de vida. A dos millas por debajo de la superficie, Alvin hurgaba en torno a la base de una chimenea termal conocida como fumarola blanca, una ardiente emanación del inframundo. El mejor trofeo que se obtuvo ese día en las profundidades del Pacífico fue un microorganismo productor de metano que crecía en un entorno con una temperatura de 85ºC, 200 atmósferas de presión y ningún rastro de oxígeno. Este curioso organismo, desconocido hasta la fecha, recibió el nombre de Methanoccocus jannaschii, en honor de su principal producto de desecho y al líder de la expedición, Holmer Jannasch.
El arqueo Methanoccocus jannaschii:
Es un ser muy peculiar, al parecer indeciso en cuanto a su propia identidad. En el nivel celular se parece a una bacteria típica porque su ADN no está encerrado entre las paredes de un núcleo, que es el principal carácter distintivo de los dos mayores reinos de la vida, los eucariotas (que incluye a todos los animales y plantas) y los procariotas. Pero, genéticamente, M.jannaschii es un representante de un grupo distinto de organismos llamados arqueos que sólo viven en las condiciones más extremas del planeta. Estas bacterias son tan resistentes que son los organismos favoritos de los partidarios de la teoría de la panspermia, según la cual la vida pudo haber llegado a la Tierra procedente del espacio exterior. (Kevin Davies)
En 1976 Woese clasificaba los arqueos como un tercer reino distinto de los procariotas y eucariotas, basado en la comparación de secuencias de sus ARN ribosómicos (rARN).
Los resultados de la secuencia fueron publicados en Science en 1996 y confirmaron la tesis de Woese. El último antepasado común universal quedaba fijado en 3.500 millones de años. Posteriormente convivieron bacterias y arqueos y millones de años después, los arqueos dieron lugar a células con núcleo, los eucariotas.
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