Beauchef Magazine - Especial recursos hídricos - Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Descifrando a las microingenieras de los ambientes polares Por Leyla Ramírez Saavedra E n ambientes polares, tales como el Ártico, la Antártica y lo que hoy se denomina el tercer polo (los An- des, los Himalayas y los Alpes), los cuerpos de agua pueden encon- trarse en forma líquida, sólida (hielo) o ambas. A medida que el invierno se acaba y la prima- vera trae más luz a las regiones polares, la ra- diación solar es capaz de penetrar a través del hielo y alcanzar las aguas no congeladas. Es en este escenario, de luz tenue y aguas extre- madamente frías, que los organismos fotosin- téticos pueden proliferar y formar colonias o biopelículas, conocidas científicamente como alfombras activas, en la interfaz hielo-agua. Estas biopelículas —que están formadas, prin- cipalmente, por algas unicelulares— son el foco de la investigación que lleva a cabo, desde 2022, Francisca Guzmán Lastra, doctora en Fluidodi- námica de la Facultad de Ciencias Físicas y Ma- temáticas (FCFM) e investigadora principal del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa —cen- tro de excelencia alojado en la FCFM de la Univer- sidad de Chile— en colaboración con Hugo Ulloa, de la misma especialidad y actual académico de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos. Su objetivo: entender cómo se forman estas colonias de microrganismos y explorar teórica y numéricamente cómo su actividad —a través de las perturbaciones hidrodinámicas en la colum- na de agua— permiten el intercambio de nutrien- tes y calor, vital para mantener el ciclo de vida en estos ecosistemas. Conocimientos que pueden impactar áreas tan sensibles como el cambio cli- mático y las energías limpias, entre otros. Construyendo bajo hielo Las algas unicelulares son verdaderas ingenie- ras polares en miniatura: tienen tamaños de aproximadamente 50 micrómetros de diámetro, se mueven a velocidades de hasta 100 micrones por segundo y cuentan con sensores de alta pre- cisión que miden los gradientes de luz, lo cual les permiten nadar colectivamente hacia ella para poder producir fotosíntesis y reproducirse. “ Una de las características físicas críticas del ni- cho ecológico en donde se forman estas carpe- tas activas de microorganismos es la existencia de un fuerte gradiente térmico entre la vecindad del hielo y el agua líquida. De hecho, en tan solo centímetros, el agua puede variar desde 4 °C a su punto de congelamiento en 0 °C ” , explica la doctora Francisca Guzmán, quien lleva cinco años estudiando las carpetas activas de bacte- rias y cilios con publicaciones científicas y re- sultados que prometen impactar en medicina y biotecnología. La estratificación térmica de estos ambientes acuáticos polares se relaciona fuertemente con la distribución de luz a través de la columna de agua. “ En este ambiente polar, las aguas más profundas, con menos disponibilidad de luz, son más cálidas, lo cual se opone a lo que sucede en cuerpos de aguas que están expuestos a la at- mósfera, donde ocurre el caso opuesto: aguas más profundas, aguas más frías ” , explica. Francisca Guzmán Lastra, investigadora del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa (DFI- FCFM), y Hugo Ulloa, alumni de la FCFM y actual académico de la Universidad de Pensilvania, EE.UU. , están investigando las colonias de microalgas que florecen bajo el hielo polar. Un trabajo con el que buscan aportar, desde la física, al estudio del cambio climático y a la generación de hidrógeno verde. INVESTIGACIÓN 38