Los derrames de petróleo son desastrosos para el medio ambiente natural porque provocan contaminación a largo plazo que perjudica a la vida silvestre circundante. Sin embargo, ciertas bacterias que degradan el petróleo pueden prosperar en entornos de derrames de petróleo, lo que contribuye significativamente a la biorremediación de los derrames de petróleo. Si bien las comunidades formadas por bacterias (biopelículas) desempeñan un papel crucial en la biorremediación de los derrames de petróleo, no está claro cómo se unen las biopelículas al petróleo en el océano.
En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad de la Sorbona en Francia, la Universidad de Toulon y la Universidad de Tsukuba en Japón han logrado avances significativos en la elucidación del vínculo entre la formación de biopelículas y la degradación del petróleo utilizando un sistema de observación de microfluidos de última generación. El sistema, combinado con un microscopio confocal de alta resolución, ayudó a observar la interacción entre las células bacterianas y las diminutas gotas de aceite de aproximadamente la mitad del diámetro de una línea de cabello. Sus hallazgos muestran que una bacteria que degrada el aceite, Alcanivorax borkumensis (Alcanivorax borkumensis), forma biopelículas que consumen el aceite al rodear y adherirse fuertemente a la interfaz aceite-agua. Esta comunidad bacteriana estira las gotas de aceite en muchos tubos, lo que proporciona espacio para que más células bacterianas consuman aceite de manera eficiente y simultánea. Los hallazgos se publican en la edición del 18 de agosto de 2023 de Science con el título "Alcanivorax borkumensis biofilms enhance oil reduction by interfacial tubulation".
Estos autores observaron este mecanismo de estiramiento en esta interfaz aceite-agua centrándose en el proceso dinámico de formación de tubos. A medida que las células en esta interfaz aceite-agua se dividen, las células bacterianas, que aparecen como pequeñas varillas bajo el microscopio, se compactan. En algunas regiones, estas células bacterianas mostraron una estructura similar a la disposición de los pétalos de una margarita silvestre.
Diagrama esquemático que describe los métodos de cultivo para la caracterización fenotípica.
Imagen de Science, 2023, doi:10.1126/science.adf3345.
Esta disposición, conocida como defecto topológico en la física de cristales líquidos, comienza a abultarse hacia afuera de la gota, lo que hace que esta interfaz aceite-agua se deforme y forme un tubo. Estos autores también predijeron con éxito la dinámica de la formación de biopelículas y su forma cualitativa utilizando un modelo físico teórico.
Además, estos autores confirmaron que las altas concentraciones de dispersantes utilizados durante la limpieza de derrames de petróleo pueden afectar negativamente a las biopelículas de bacterias que se alimentan de alcanos en la isla Porcupine, pero se necesitan más estudios para aclarar sus efectos reales en el medio ambiente.
Por lo tanto, este nuevo estudio proporciona información sobre cómo se pueden utilizar las comunidades bacterianas para mejorar la remediación ambiental de los derrames de petróleo en el mar. Estos autores sugieren que comprender la formación de biopelículas y la cooperación bacteriana podría ayudar a utilizar los métodos eficientes de la naturaleza para mejorar la eficacia de los procesos actuales de limpieza de derrames de petróleo.
