Carlos Duarte: el mar como fuente de soluciones

• La acuicultura de algas tiene un potencial enorme para luchar contra el cambio climático y evitar crisis alimentarias
• El mar es una fuente inexplorada de inspiración para desarrollos tecnológicos e industriales
• El Cazador de Cerebros se emite los lunes a las 20:00 en La 2 | Puedes ver todos los programas en RTVE Play

Carlos Duarte, referente mundial en oceanografía y ecología marina, asegura que el océano es fuente de vida e inspiración para encontrar soluciones a problemas que van desde el sector tecnológico hasta el biomédico.

Las vacas y otros rumiantes del mundo son responsables del 15% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero globales. Y te estarás preguntando: ¿qué diablos hacen las vacas abriendo un artículo que va sobre el mar? Pues la respuesta la tiene el ecólogo marino Carlos Duarte, que piensa en los océanos como una fuente de riqueza y de soluciones para muchos de los problemas a los que nos enfrentamos los humanos. Uno de esos problemas es el cambio climático, y ello nos lleva de vuelta a las vacas y a sus pedos. El metano, compuesto químico mayoritario de las ventosidades de los rumiantes, es menos abundante en la atmósfera que el CO2, pero su potencia como gas de efecto invernadero es mucho mayor. Por ello, la ganadería es una de las industrias que tiene un rol destacado en la crisis climática.

Investigadores de Australia descubrieron que, al alimentar a las vacas con un pequeño suplemento (el equivalente a una cucharada o 50 gramos al día) de una alga roja que crece en zonas tropicales, su producción intestinal de metano se reduce en un 90%. Si bien este descubrimiento es reciente, ya existen startups para cultivar estas algas y se cree que esto puede ser una innovación disruptiva para la industria de la ganadería. Dentro de unos años, no solo las vacas podrán estar comiendo algas, los humanos también podremos hacerlo a gran escala. “Hace casi 50 años ha habido un desarrollo que será el que más marcará a la humanidad en el siglo XXI”, dice Carlos Duarte, y se refiere a la capacidad de generar alimento de forma controlada en los océanos.

La acuicultura industrial de piscifactorías produce la mitad de todos los alimentos de origen marino y ha tenido un papel importante en la reducción del hambre en el mundo.

Curiosamente, la capacidad de producir pescados (no de pescarlos) a escala industrial se desarrolló en paralelo en Noruega –salmones, allí– y en España –mejillones, aquí–. Pero si hablamos del cultivo de algas, todavía hay mucho por hacer: esta actividad hoy en día solo ocupa 2 mil kilómetros cuadrados a escala global, mientras que la agricultura ocupa más de 40 millones de km² de tierra.

“Tenemos 10 mil años de historia de desarrollo agrícola sobre la tierra, pero solo 50 años en el océano“

“Yo calculo que los cultivos de algas se pueden expandir generando beneficios ambientales –sin efectos negativos sobre el medioambiente– hasta 4 o 5 millones de km², es decir, 2 mil veces la extensión actual”, asegura Duarte. Es algo que él ve como una herramienta fundamental para alimentar a una población mundial en aumento en un contexto de crisis climática que afectará negativamente a la agricultura terrestre. “Tenemos 10 mil años de historia de desarrollo agrícola sobre la tierra, pero solo 50 años en el océano”.

Carlos Duarte Además de producir alimentos, la acuicultura también se puede utilizar para la fabricación de biocombustibles, de polímeros sintéticos biodegradables a partir de algas para reemplazar los plásticos, o en compuestos derivados de algas que se utilizan en la industria cosmética. Sin embargo, según Duarte, el principal obstáculo para avanzar en la agricultura de algas no es el rechazo de los consumidores, como sí sucede con las propuestas de incluir insectos en la dieta. “El principal problema es de gobernanza”, dice Duarte, y agrega: “desde el punto de vista regulatorio, es mucho más difícil conseguir una concesión de las autoridades para tener un cultivo de algas que conseguir una concesión para una extracción de petróleo y gas”. De hecho, Duarte va más allá y piensa en el cultivo de algas como una actividad regenerativa que daría solución a la catástrofe medioambiental de sitios como el Mar Menor.

Las algas cultivadas mejorarían la calidad del agua inyectando oxígeno, capturando CO2 y, sobre todo, absorberían los nutrientes provenientes de la agricultura que causan los eventos de anoxia mortales para los peces.

El genoma del ecosistema marino

Uno de los proyectos más ambiciosos que lidera Duarte es el de descifrar el genoma del océano. El proyecto tiene más de un objetivo. Por una parte, pretende conocer las especies que lo habitan, ver cómo evolucionan con el tiempo y los cambios ambientales, pero también para encontrar moléculas con aplicación industrial, alimentaria o médica.

“Después de más de 1.500 millones de años de evolución, en el océano encontramos una gama de procesos metabólicos que no existen en tierra firme”, asegura Duarte, queriendo decir que los organismos marinos tienen una mayor diversidad de recursos con los que resolver los problemas a los que se enfrentan para sobrevivir.

Además de desarrollar ciencia básica, Duarte no le quita el ojo a la posibilidad de aprovechar ese conocimiento para aplicaciones concretas. Un ejemplo: estudiando cómo los mejillones se agarran a las rocas, Duarte ha desarrollado un pegamento útil para restaurar corales, que funciona bajo el agua y no es tóxico, como podemos ver en el capítulo disponible en RTVE Play.

Otro animal que ha inspirado a Duarte para un nuevo desarrollo tecnológico es la tridacna. Al estudiar el manto de esta almeja gigante, que puede ser extraordinariamente colorido, Duarte ha desarrollado un material que podría ser clave en el internet del futuro, cuando se saturen las frecuencias de wifi. Según Duarte, este material basado en unos cristales presentes en las tridacnas “es el que tiene mayor capacidad de transmisión de datos que se conoce, mucho mejor que cualquier semiconductor”.

El ADN ambiental

Para descifrar el genoma de todos los organismos del océano es necesario conocer todos los seres vivos que lo habitan. ¿Pero cómo realizar esa tarea titánica? Los naturalistas y biólogos siempre se han basado en una metodología para estudiar a los organismos presentes en un ecosistema: la observación directa y la recolección de especímenes para estudiarlos más tarde en el laboratorio.

Pero esta técnica sencilla tiene un problema: hay organismos que pasan desapercibidos o que simplemente no están en ese ambiente en el mismo momento que el investigador. Todos los seres vivos dejamos rastros biológicos de nuestro paso por un lugar. Pelos, escamas, heces, frutos, células muertas, fluidos corporales, hojas… restos incluso imperceptibles a simple vista. Los naturalistas ya utilizaban algunas de estas pistas para determinar cuáles seres vivos estaban por la zona, como huellas de mamíferos, egagrópilas de aves rapaces, exuvias de insectos… Pero estas pistas no están siempre al alcance de la mano y muchas veces no alcanzan para determinar una especie.

“Con este tipo de estudios, se está viendo que las estimaciones del total de números de especies en el mundo estaban muy infravaloradas“

En la gran licuadora que son las corrientes marinas, todos los restos biológicos se mezclan y atomizan. Pero el avance de la genética ha permitido desarrollar una herramienta que a los naturalistas de hace 30 años les hubiese parecido de ciencia ficción: el ADN ambiental. Con una pequeña muestra de arena del fondo marino, se puede encontrar material genético de todos los seres vivos que han estado por la zona en el último año. Y si la muestra baja un poco de la superficie del lecho, podemos obtener información histórica de las alteraciones del ecosistema en los últimos años. La cantidad de información que se puede obtener es abismal. “Solo con filtrar un poco de agua de mar, puedes conocer toda la comunidad de peces que hay en un sitio; antiguamente había que tirar las redes, hacer estudios de captura, identificación, etcétera”, nos dice Carlos Angulo, un especialista en ADN ambiental que Duarte ha fichado en su equipo de la universidad KAUST, a la orilla del Mar Rojo, en Arabia Saudí.

Una aplicación de esta técnica es para, por ejemplo, la detección temprana de especies invasoras. Por lo general, cuando una especie de otra región es detectada por primera vez en un ambiente, ya suele ser tarde porque se encuentra bastante extendida. Pero con el ADN ambiental, podemos conocer su presencia antes de observarla con métodos tradicionales. Otro uso del ADN ambiental, es para calcular con más precisión la biodiversidad de un ecosistema. Antes de llegar al Mar Rojo, Angulo viajaba con frecuencia a la Antártida para hacer este tipo de estudios allí. De hecho, el 50% del material genético recolectado en aguas de la Antártida pertenece a seres vivos todavía desconocidos para la ciencia. “Con este tipo de estudios, se está viendo que las estimaciones del total de números de especies en el mundo estaban muy infravaloradas”, nos dice Angulo.

El potencial del ADN ambiental

Al ser una técnica con apenas 10 años de historia, el ADN ambiental todavía tiene una serie de desafíos técnicos que se están superando poco a poco. Pero su potencial es enorme y su aplicación va más allá de los mares. Se puede usar también en ambientes terrestres: con filtros de aire, se puede estudiar la población de insectos en un bosque, por ejemplo. Angulo también contaba sobre unos estudios en Austria donde se cogió muestras de agua fluvial para calcular la diversidad de mamíferos de todo el país. De la mano de Duarte, Angulo está realizando un inventario de la biodiversidad del Mar Rojo.

“Recogeremos sedimentos de todos los distintos ecosistemas, tanto en profundidad utilizando submarinos, como buceando en arrecifes de coral, praderas de fanerógamas o toda la columna de agua”, dice el investigador. La idea es recoger muestras, desde bacterias hasta ballenas, de todo el espectro. Material científico que dará para años de estudio y decenas de papers.

*El Cazador de Cerebros es un programa que se emite los lunes a las 20:00 en La 2 | Puedes ver todos los programas en RTVE Play.