LAS PLANTAS, CAPACES DE LIMPIAR SUELOS CONTAMINADOS CON METALES PESADOS

· Es fundamental entender los mecanismos que utilizan, a fin de mejorarlas para su uso en la biorremediación, dijo en la UNAM, David Mendoza-Cózatl, de la UCSD

· Su empleo puede reducir, hasta en un 90 por ciento, el costo de los tratamientos físicos, como la remoción de la tierra

Sitios afectados por metales pesados pueden ser descontaminados, o al menos disminuir sus niveles tóxicos, con la siembra de plantas que toman esos elementos desde la raíz, y los llevan a la parte verde, que puede ser “cosechada”, aseguró en la UNAM, David Mendoza-Cózatl.

El investigador posdoctoral en la División de Ciencias Biológicas de la Universidad de California en San Diego (UCSD), Estados Unidos, resaltó la importancia de entender los mecanismos de tolerancia a metales pesados, para modificar las plantas e incrementar su utilidad en la biorremediación (proceso en el que se emplean organismos biológicos para resolver problemas ambientales).

Además, su uso puede reducir hasta en un 80 ó 90 por ciento el costo de los tratamientos físicos, como la remoción del suelo, dijo en el seminario Transporte de cadmio a larga distancia en plantas, en la Facultad de Química (FQ).

Sin embargo, los organismos que acumulan naturalmente una elevada cantidad de metales pesados, crecen lentamente, y algunos de esos elementos no se almacenan en la parte área (externa superior), sino en las raíces, lo que constituye un problema para la fitoextracción (absorción de esos elementos por medio de las raíces, y su depósito en tallos y hojas), explicó el científico.

Por ello, expertos de la UCSD se dieron a la tarea de entender cómo algunos metales se distribuyen igualmente entre raíces y tallo, mayoritariamente en la parte área, o específicamente en la raíz, como el cadmio, cuya principal fuente de contaminación son las baterías.

El mecanismo que mejor se conoce para la tolerancia a ese elemento químico en plantas se basa en la síntesis de péptidos derivados del glutation, fundamental para varios procesos celulares, e importante para detoxificar (inactivar) metales pesados y otros compuestos tóxicos.

El cadmio activa una enzima llamada fitoquelatina sintetasa que, a su vez, forma cadenas de glutation (fitoquelatinas), que inactivan el químico y protegen al organismo vegetal. Por ello, los que son deficientes en la síntesis de la enzima, son sumamente sensibles a ese elemento.

Además, mediante el uso de plantas que sólo expresan la fitoquelatina en hojas, se determinó que cuando son expuestas al cadmio, la enzima se acumula tanto en raíces como en hojas, lo que sugiere que las fitoquelatinas también se desplazan a larga distancia, y que podrían conducir el cadmio entre raíces y tallos, abundó.

Era necesario determinar cómo es ese transporte, a través del xilema, o tejido conductor que se encarga de llevar las materias primas absorbidas por la raíz hasta las hojas, en un movimiento ascendente, o del floema –tejido encargado de la transferencia de nutrientes producidos en la parte área–, hacia la basal o subterránea, en circulación descendente.

Investigaciones con la planta Brassica napus, determinaron que sólo bastó un día de contacto con el cadmio para que se detectaran fitoquelatinas, y constatar que éstas tienen un rol en el desplazamiento de cadmio, a través del floema.

Además, si ese elemento es regresado de la parte verde a la raíz, la traslación podría considerarse parte del mecanismo global de resistencia, mediado por fitoquelatinas. “Se especula que lo manda de regreso porque uno de los principales blancos de ese metal es la fotosíntesis”.

Se ha demostrado que, bajo ciertas condiciones, si se incrementa la cantidad de fitoquelatinas, se adquiere mayor resistencia, tolerancia y acumulación de cadmio; ahora es necesario manipular la zona donde se acumula, para aumentar el transporte del metal de raíz a tallo, e inhibir el regreso de la parte verde a la raíz.

Mendoza Cózatl, egresado de la carrera de Biología de la Facultad de Estudios Superiores Iztacala de la UNAM, y ganador del Premio Weizmann 2005 a la mejor tesis doctoral, explicó que los metales pesados pueden dividirse entre esenciales y no esenciales, dependiendo si son o no necesarios para el funcionamiento de la célula.

No obstante, ambos grupos de metales se parecen, y los organismos no siempre pueden distinguir entre ellos, así que la célula capta a los no esenciales como si lo fueran.

Por largo tiempo, los desechos industriales no fueron tratados ni procesados antes de ser liberados al ambiente. En la Unión Americana, con el programa Superfund, se han destinado recursos para estudio de la toxicidad por metales pesados, y para el diseño de tecnologías destinadas a limpiar sitios contaminados, dijo.

En tanto, la Agencia de Protección Ambiental de esa nación ha identificado más de mil lugares seriamente enviciados, que representan un peligro para la población. También se han muestreado los más de 200 compuestos presentes; entre los 10 que representan mayor riesgo para el ser humano, se hallan metales pesados y el metaloide arsénico.

El paso siguiente es limpiar esas zonas, utilizando los métodos físicos o biológicos. Los primeros, son directos y consisten en remover el suelo con ayuda de tractores. Los segundos, tienen ventajas como el uso de materiales renovables, costos menores, y la capacidad de los organismos de concentrar los metales pesados en un espacio reducido, concluyó.

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Las plantas que absorben metales pesados crecen lentamente, y algunos de estos elementos se almacenan principalmente en las raíces, lo que constituye un problema para su remoción, explicó en la UNAM, David Mendoza-Cózatl, investigador de la UCSD.