Un equipo de investigación del Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba (IAS-CSIC) ha desarrollado un método para estudiar con mayor precisión cómo interactúan ciertas bacterias con residuos plásticos agrícolas. Por primera vez han diferenciado las comunidades microbianas que viven directamente sobre este material, que han denominado plano plástico o plastiplano, de las que crecen en el suelo que se queda pegado, la plastisfera. El avance sienta las bases para entender mejor el impacto de estos restos en los ecosistemas terrestres y abre la puerta a identificar microorganismos capaces de degradarlos.

Además, este trabajo, financiado con fondos europeos del proyecto SOPLAS, enmarcado dentro de las acciones Marie Skłodowska-Curie del programa Horizonte 2020, y la colaboración de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, a través del programa ‘Qualifica’, podría ser útil en el diseño de estrategias para descomponer estos desechos de forma más eficaz y sostenible, lo que se conoce como biorremediación. «Cuando se habla de polución plástica, principalmente pensamos en ambientes como mares o ríos, y apenas se pone el foco en los suelos, donde también existe una contaminación importante», destaca a la Fundación Descubre, organismo dependiente de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, Giovana Macan, investigadora del Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba y autora del estudio.

Otra novedad frente a investigaciones previas fue la recopilación de muestras de plástico convencional reales, fabricados a partir de polietileno, un material presente en multitud de objetos de uso diario, como bolsas, envases o tapones. Los fragmentos procedían de varios campos de Baza (Granada), una zona caracterizada por la práctica de la agricultura hortícola intensiva, en la que es habitual el uso de acolchado plástico. Este tipo de lámina cubre el suelo para retener la humedad, controlar la temperatura y las malas hierbas, aumentando así el rendimiento de los cultivos. Sin embargo, las lonas se fragmentan con el tiempo, generando tanto restos visibles o macroplásticos, como otras partículas menores de cinco milímetros conocidas como microplásticos. Estos se acumulan en el suelo y son difíciles de retirar, de ahí que el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente lo considere como uno de los contaminantes más preocupantes del siglo XXI, no solo por su persistencia, sino por su omnipresencia ambiental, al detectarse en ecosistemas terrestres, acuáticos, alimentos e incluso organismos vivos como el propio cuerpo humano.

Laboratorio de Biología y Ecología de la Microbiota del Suelo.

Plastisfera y plastiplano

El IAS-CSIC comenzó a trabajar esta problemática con la red de formación SOPLAS, que cubre 14 proyectos de doctorado de jóvenes europeos para estudiar la interacción del plástico en el suelo agrícola, cada uno con técnicas y objetivos diferentes, pero con acciones de cooperación mutua. A su amparo se presentó otro trabajo en este centro que rastreaba por primera vez la propagación del plástico durante la labranza.

Ahora, en el estudio titulado ‘Unravelling the plastisphere-soil and plasticplane microbiome of plastic mulch residues in agricultural soils’ y publicado en la revista Applied Soil Ecology, los expertos han desarrollado un protocolo para separar dos zonas en las muestras recogidas: la superficie directa del material, que han denominado plastiplano, y la que se queda con restos de tierra pegada, la plastisfera. Esta distinción es clave, ya que ambos compartimentos presentan condiciones diferentes y pueden albergar familias bacterianas distintas. «Hemos extrapolado dos conceptos de microbiología: el rizoplano, que corresponde a la superficie de la raíz, donde habita una comunidad microbiana más especializada, y la rizosfera, que incluye el suelo que la rodea y está bajo su influencia, diferente del resto del terreno, lo que favorece el crecimiento de ciertos microorganismos», matiza la doctora del IAS Blanca Landa, investigadora principal del estudio.

El equipo diseñó una metodología basada en lavados secuenciales, para extraer la tierra más adherida, y sonicación, una técnica que usa ondas ultrasónicas para desprender los microorganismos pegados directamente a la superficie del plástico. Con microscopios ópticos y de barrido electrónico, que permiten ver partículas muy pequeñas, comprobaron visualmente que ambas fracciones se habían separado correctamente. Para el análisis posterior combinaron técnicas de cultivo tradicional con secuenciación genética de alto rendimiento, que analiza directamente el ADN para conocer la composición completa de la comunidad microbiana. Los resultados mostraron que la plastisfera contenía mayor riqueza de bacterias, pero que el plastiplano también albergaba una comunidad específica, con algunos géneros presentes en ambos compartimentos. Entre ellos algunos ya descritos como potenciales degradadores de este material contaminante.

Futuras aplicaciones

Además de identificar las bacterias presentes, los científicos aislaron algunos ejemplares de interés en futuras investigaciones sobre biorremediación. «Si esos microorganismos sobreviven en la superficie del plástico es muy probable que lo estén utilizando como fuente nutritiva. De confirmarse, podríamos cultivarlos en laboratorio sobre distintos soportes plásticos y observar si son capaces de descomponerlos parcial o totalmente», plantea Macan.

Al estar basada en muestras reales, la metodología puede adaptarse a otros tipos de materiales o condiciones agrícolas. De hecho, el equipo la ha aplicado en estudios posteriores con fragmentos procedentes de campos de cultivo de arándanos en Huelva, y otros plásticos biodegradables experimentales que están desarrollando en el Instituto Hortofrutícola de la Mayora (Málaga), a partir de celulosa o residuos de tomate.