Hinsby Cadillo-Quiroz se fija en los microbios con propiedades para aumentar la esperanza de vida

El National Geographic Explorer Hinsby Cadillo-Quiroz enseñaba ecología microbiana cuando su carrera científica adquirió un significado más personal. Era 2017 y recibió la noticia de que la casa de su madre en Huarmey, un pequeño pueblo costero peruano al norte de Lima, había sido arrasada por el clima extremo que tras uno de los fenómenos más fuertes de El Niño que el país había visto en décadas.

Como una de las decenas de miles de personas desplazadas, la madre de Cadillo-Quiroz vivió en su tejado durante meses. "No pudo rescatar nada. Todas las fotos de la infancia, los videos, las cosas que no son reemplazables, todo eso desapareció", recuerda Cadillo-Quiroz. Para este ecólogo microbiano, el evento le dio un nuevo sentido a su trabajo: identificar soluciones a los desastres provocados por el cambio climático, a nivel microbiano para beneficiar a gran escala (macrobiano).

"Bueno", comienza hablando de cómo experimentar esta tragedia moldeó su motivación única; "tengo un interés en esto, es decir, ya perdí los recuerdos de mi infancia y mi familia y amigos sufrieron. No quiero que le ocurra esto a otras personas, no quiero esto para ti. Así que estoy muy motivado para tomar el trabajo en esto muy en serio". Parte de su trabajo consistió en identificar soluciones a largo plazo, pero con las amenazas relacionadas con el cambio climático cada vez más frecuentes, el equipo de investigación de Cadillo-Quiroz se ha centrado en explorar formas más inmediatas de mitigar la destrucción provocada por un problema que ya está aquí.

"Hay prisa y, por lo tanto, siempre estamos tratando de tener un despliegue y pruebas casi inmediatos para marcar la diferencia en un período de tiempo más corto", dice.

Cadillo-Quiroz hace entrevista desde la Universidad Estatal de Arizona (Estados Unidos), donde es profesor de microbiología e investiga el papel de los microbios en los ecosistemas y los procesos de la tierra. Los microorganismos son tanto productores como consumidores de los principales gases de efecto invernadero responsables del calentamiento de la tierra: dióxido de carbono, metano y óxido nitroso. Los microbios representan una biomasa exponencialmente mayor que todos los animales de la Tierra juntos, por lo que, aunque invisibles a simple vista, Cadillo-Quiroz enfatiza la importancia de comprender la magnitud de su presencia y acciones. "La selva amazónica está repleta de microbios en casi todas las superficies. De hecho, la Amazonía es una de las últimas fronteras para un ecólogo que busca descifrar cómo los microbios, las plantas y los animales sostienen lo que yo llamo un jardín del Edén", dice Cadillo-Quiroz. Científicamente, hay mucho que aprender, de ahí el amor y el enfoque de Cadillo-Quiroz por la región.

Las condiciones ambientales, a menudo influenciadas por los seres humanos, determinan si los microbios que producen o consumen gases de efecto invernadero son altamente activos o no. La investigación de Cadillo-Quiroz examina cómo estas diminutas criaturas se ven afectadas e influyen en el termostato global, y el trabajo podría ayudar a hacer predicciones sobre los cambios en el nivel del gas.

Una pregunta que científicos como Cadillo-Quiroz buscan responder es cómo hacer que el cambio climático sea importante para las personas que no están agobiadas directamente por sus efectos.

"Lo que siempre le digo a esto es 'eso es exactamente lo que quieres, es que los efectos estén lejos porque el día que te afecte directamente es demasiado tarde. Se va a llevar por delante tu puerta y vas a poder hacer poco al respecto en ese momento. No vamos a esperar a que toda la Amazonía desaparezca para preocuparnos por los efectos que podría tener el cambio climático en latitudes donde otras personas no se ven afectadas en ese momento inmediato".

La fascinación de Cadillo-Quiroz por los microbios comenzó a una edad temprana. Se interesó en el micromundo después de ver por primera vez el agua sucia bajo un microscopio cuando tenía 11 años y estaba en la escuela secundaria. "Las cosas que están ahí. Las formas, la velocidad a la que se mueven. Es otro universo completamente diferente", recuerda Cadillo-Quiroz.

Esta primera visión del micro universo "bajo nuestras narices" lo conmovió. "Es increíble aprender sobre planetas y galaxias, pero están muy lejos. Bajo el microscopio, se parece a otras galaxias, excepto que están justo ahí. Se pueden hacer cosas con ellas".

Edward O. Wilson, uno de los nombres más importantes de la biología evolutiva de las últimas décadas, se retiró con su propia revelación sobre los microbios después de dedicar su vida principalmente a los insectos y a los humanos. "Me dijo: 'Mira, si volviera a hacer esto me convertiría en ecólogo microbiano'. 10 000 millones de bacterias viven en un gramo de tierra ordinaria, con una simple pizca entre el pulgar y el índice. En esa pizca de tierra, tienes el secreto de la vida, el secreto para mantener la vida en la Tierra", agrega Cadillo-Quiroz.

Cadillo-Quiroz está tan intrigado por lo que los microbios revelan sobre sí mismos como por sus misterios y reconoce los desafíos de trabajar con un tema que es invisible a simple vista. "A falta de poder verlos, pesarlos, tocarlos, hay que confiar en muchas otras formas de revelar su proceso, mostrar sus complejidades".

Todo debe hacerse a través de la triangulación.

"Puedo sorprenderte y crear fuego a partir de la respiración de los microbios. Puedo llevarte a un estanque y exprimir el suelo y verás burbujas, y si le pongo un mechero puedo encenderlo. Puedo mostrarte que es la respiración, la respiración de los microbios lo que mantiene el fuego en su interior".

La tecnología de vanguardia también ayuda. Un espectrofotómetro de masas es un dispositivo que Cadillo-Quiroz utiliza para separar moléculas. Es tan preciso que puede ofrecer un vistazo a cómo los microbios secuestran carbono. Los microbios ingieren un trozo de materia vegetal muerta (que contiene carbono) y transforman el carbono en un metabolito, un producto del metabolismo del microbio. El metabolito podría permanecer en ese estado durante miles de años en el medio ambiente, evitando así que el carbono de la materia vegetal muerta se libere a la atmósfera.

El mundo microbiano es difícil de ver, pero demuestra que es vasto. "Los microbios, solo los que están en la Tierra, son muchos más en número que las estrellas que podemos ver [en el universo]", ilustra Cadillo-Quiroz.

En busca de soluciones

En este momento, Cadillo-Quiroz se está enfocando en una tendencia preocupante en la Amazonía. Es un lugar donde la presencia microbiana está disminuyendo y la Amazonía, que históricamente ha servido como uno de los sumideros de carbono más eficientes del mundo, se está convirtiendo en una fuente de carbono. La evidencia más notable de esto se encuentra en los suelos que quedan tras el paso de la minería.

Desde 2022, Cadillo-Quiroz ha trabajado junto a sus compañeros exploradores Josh West y Jennifer Angel-Amaya como parte de uno de los equipos de la National Geographic y Rolex Perpetual Planet Amazon Expedition, un viaje científico y narrativo de varios años que abarcará toda la cuenca del río Amazonas, desde los Andes hasta el Atlántico. Cadillo-Quiroz y su equipo están explorando dos ríos en la Amazonía peruana para comprender mejor el impacto de la deforestación y la minería en los ríos y en la calidad general del agua. Incluso el problema comúnmente conocido de la contaminación por mercurio tiene efectos más amplios que requieren más investigación, y las amenazas más grandes de las operaciones mineras no reguladas siguen siendo poco estudiadas. 

El equipo mide el drenaje de la lluvia a través de los arroyos y los caminos que se necesitan para llegar allí para comprender cómo la minería afecta la escorrentía rápida. Cadillo-Quiroz también recopila datos sobre las emisiones de gases de efecto invernadero directamente de los estanques mineros para comprender la dinámica cambiante del agua. Los datos ayudarán a definir el camino a seguir para las estrategias de restauración en las áreas afectadas por la minería; se trata de una evaluación única de la producción de carbono y mercurio en los estanques mineros, y su posterior impacto en las trayectorias del flujo de agua.

De las amenazas a los suelos del planeta, la minería es la más devastadora por esta razón: nadie sabe cuánto tiempo tardará en volver a brotar vegetación en esos lugares. La capacidad biológica de la Tierra para sustentar la vida disminuye con la pérdida de microbios, que han tardado vidas en acumularse y adaptarse.

"Incluso si tomas esa tierra, la pones en un invernadero bonito y protegido, le agregas semillas, no van a crecer como lo hacen normalmente porque el suelo ha perdido la mayoría de sus propiedades biológicas, sus microbios. No hay nutrientes y tampoco hay microbios para extraer nutrientes. Las arenas viejas sacadas a la superficie por la minería tienen microbios diferentes y escasos que han estado enterrados durante siglos o miles de años, a metros de profundidad, viviendo en un entorno químico muy diferente sin plantas".

Con una pérdida microbiana tan tremenda, Cadillo-Quiroz dice que es poco probable restaurar los suelos posteriores a la minería a su estado anterior. "Desde mi experiencia, han sido décadas en las que no ha pasado nada, o muy poco". Es por eso que se necesitan intervenciones más fuertes e innovadoras. "Así que el Amazonas no va a volver a ser lo que era, pero puede tomar una nueva dirección", asegura.

Como solucionador de problemas, Cadillo-Quiroz está experimentando con la reconstrucción de una Amazonía adaptada, donde las plantas tolerantes y las especies animales pueden prosperar en ambientes con suelos empobrecidos y que retienen el calor. Las posibilidades son prometedoras. "Lo que podemos tener es un tipo de bosque nuevo, distinto al de antes", explica.

La megadiversidad de la Amazonía podría suministrar sus propias soluciones. Hay ambientes de conglomerados dentro de la región donde las plantas, los microbios y los animales ya han aprendido a prosperar en parches arenosos y secos, habiéndose adaptado a los cambios ambientales naturales a lo largo de los años. Comprender el comportamiento del agua, el carbono y los gases donde estas especies tolerantes existen naturalmente puede ayudar a los esfuerzos para restaurar la vegetación en áreas desnudas, neutralizar el problema de la contaminación por carbono y regenerar la Amazonía de una nueva manera.

"Eso ha sido muy alentador. En todo caso, la Amazonía es el terreno de siembra perfecto", dice Cadillo-Quiroz. Y es el sitio de pruebas perfecto, aunque trabajar cerca lugares con la actividad minera ilegal plantea desafíos. La historia minera no regulada de Perú, particularmente en la ciudad de La Pampa, donde el equipo basa sus operaciones, es omnipresente y está en constante evolución.

"Es una zona dinámica y lo sabíamos cuando empezamos el proyecto. Algunos de nuestros estanques de estudio no estuvieron activos durante años y ahora empezamos a ver mineros", explica.

Recordando la última expedición, durante la cual Cadillo-Quiroz y su equipo tomaron 2000 imágenes de drones de estanques mineros, dice que "se pueden escuchar explosiones. Las intervenciones militares ocurren cerca de donde los científicos están haciendo su trabajo".

Una parte no negociable de la búsqueda de los esfuerzos de investigación y restauración es asociarse con las comunidades locales, a veces con los propios ex mineros. En parte, es una cuestión de seguridad. Las comunidades locales pueden proporcionar información sobre el peligro potencial. También se trata del objetivo a largo plazo de desarrollar un equilibrio sostenible entre la protección del medio ambiente y la protección de los medios de vida humanos.

"Ahora podemos pensar en cómo ayudar a la recuperación, y podemos hacer una cosa importante", dice Cadillo-Quiroz. Su trabajo alienta a las comunidades locales a aprovechar las oportunidades para ayudar a reconstruir la Amazonía, aliviando las presiones para ganarse la vida a través de la minería. "Las comunidades locales pueden optar por ser extractoras o ayudantes de esta nueva forma de pensar en torno a la Amazonía", anima Cadillo-Quiroz. El objetivo es hacer de la participación en la recuperación una alternativa atractiva y útil mediante la creación de puestos de trabajo en trabajos relacionados, como la recolección de frutas o la gestión sostenible.

"Casi cualquier trabajo que se haga en la Amazonía no es posible sin trabajar con las comunidades. Cuando termine este proyecto, quiero que lo que quede ayude a las comunidades a generar nuevas ideas, nuevos procesos propios", asegura.

Cadillo-Quiroz dice que ve esperanza en la próxima generación de científicos. "Los estudiantes universitarios están justo en el momento en el que realmente quieren cambiar el mundo. Y nosotros también queremos cambiar el mundo. Es la combinación perfecta", se ríe. Para sus socios locales, el mensaje siempre es "queremos empoderarlos para que sean parte de la solución".

Nélida Rojas, conocida como Señora Nellie, es un ejemplo de socia local. Durante la última expedición en julio, el equipo necesitaba un lugar para almacenar el equipo. Alquilaron un pequeño espacio de almacenamiento en la casa de la señora Nellie. El equipo se enteró de que era ingeniera forestal.  "Tan pronto como terminó de estudiar se dedicó a hacer el arduo trabajo de criar a su familia y, en cierta manera, tuvo que posponer toda la formación que recibió como estudiante", recuerda Cadillo-Quiroz.

Después de un tiempo de mantener el equipo en su casa, Cadillo-Quiroz notó que comenzó a brotar nueva vegetación en toda la propiedad. "La señora Nellie en realidad estaba tratando de mezclar plantas genéticamente. A pesar de que tomó la decisión de quedarse en casa en un momento dado, creo que nunca abandonó su corazón por la silvicultura", dice Cadillo-Quiroz.

La Sra. Nellie se ha unido al equipo de Cadillo-Quiroz como experta en mejoramiento genético para la replantación de plantas de palma, y se ha fijado la meta de mejorar 500 árboles para esta etapa del proyecto.

"Ese es el tipo de asociación y trabajo con los lugareños que me gustaría hacer para nuestros proyectos".

El trabajo de Cadillo-Quiroz aún está en progreso. El plan es continuar recopilando datos que informarán cómo ha cambiado el movimiento del agua en los canales superficiales o subterráneos profundos, cómo cambian varios estanques posteriores a la minería con el tiempo y las emisiones, y cómo el movimiento del agua está dispersando el mercurio y otros compuestos de esta área.

Lo cierto es que el problema necesita atención inmediata y Cadillo-Quiroz está operando con urgencia y optimismo sobre el futuro.

"Desafortunadamente, los mega eventos causados por la intensidad de la variación climática pueden volver a repetirse", dice.  Pero no se rinde: "Será un desafío, pero vale la pena prevenirlo y muy digno de detenerlo".