mesura que la població humana i el seu impacte al planeta augmenta, molts ecosistemes arreu del món es trobaran en un futur pròxim en perill d'experimentar un col·lapse que pot ser catastròfic. Investigadors del Laboratori de Sistemes Complexos de l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE, CSIC-UPF), la Universitat Pompeu Fabra i el Centre de Recerca Matemàtica (CRM) han publicat un article a la revista Royal Society Open Science, en el qual proposen models matemàtics per desenvolupar estratègies per contribuir a la conservació dels ecosistemes mitjançant la biologia sintètica.

El concepte clàssic de terraformació consisteix a modificar planetes no habitables per fer-los més semblants a la Terra. En aquest cas, el concepte s’adapta a la modificació del nostre planeta mitjançant la restauració dels ecosistemes. Per tant, els autors proposen com a possibilitat d'actuació futura la modificació dels ecosistemes en perill utilitzant l'enginyeria genètica d'espècies.

Un dels avantatges principals d’aquesta aproximació com a complement a les tecnologies existents és la capacitat de replicació i disseminació dels organismes, que permet treballar a gran escala. “Els organismes sintètics tenen un gran potencial, podrien aturar canvis catastròfics o restablir condicions adequades per mantenir ecosistemes diversos”, diu Ricard Solé, líder de l’estudi.

Organismes modificats per conservar els ecosistemes

Ricard Solé, professor d'investigació ICREA de la UPF i investigador de l’IBE, explica que “un primer pas en aquesta direcció és el desenvolupament de models matemàtics que ens permetin decidir les millors estratègies de bioenginyeria de la biosfera”. En l’estudi, els investigadors plantegen modificar genèticament una espècie de microorganisme determinada, que ja es troba present al context ecològic. Com que hi hauria el risc que s’expandís i es convertís en invasora, proposen fer-la dependent de la interacció amb altres éssers vius.

A més, els autors han estudiat la situació dels ecosistemes semi desèrtics, on l’augment de temperatura provocarà una transició brusca cap a l’estat desèrtic. Un component clau de l’ecosistema és la capa  anomenada crosta del sòl, on hi ha diversos organismes, entre els quals es troben els cianobacteris. Plantegen la possibilitat de modificar-los genèticament perquè millorin la retenció d’aigua a la crosta, la qual cosa permetria expandir la coberta vegetal.  

D’altra banda, han explorat una estratègia per afrontar l’acumulació de residus com el plàstic als ecosistemes aquàtics. Un microorganisme modificat utilitzaria les restes de plàstic als oceans com a substrat i les destruiria. El sistema seria auto limitant, de manera que un cop hagués fet la seva funció i no quedés plàstic, l’organisme ja no podria sobreviure. Aquest estudi forma part de la recerca que es porta a terme dins del projecte europeu MADONNA(Microbial deployment of new-to-nature chemistries for refactoring the barriers between living and non-living matter), on investigadors de diferents camps desenvoluparan aproximacions experimentals per eradicar els residus i la contaminació industrials mitjançant l’ús de la biologia sintètica i la biotecnologia.

En conclusió, en aquest nou treball, els investigadors proposen els primers passos cap a una teoria de dinàmica de poblacions general per entendre com els organismes modificats amb bioenginyeria es comportarien als ecosistemes. Com assenyalen aquests autors, “malgrat que no podem deixar-ho tot en mans de la tecnologia, caldrà utilitzar-la per poder preservar la biosfera i a nosaltres com a part d’aquesta”.

ARTICLE: Solé R, Montañez R, Duran-Nebreda S, Rodriguez-Amor D, Vidiella B, Sardanyés J. Population dynamics of synthetic terraformationmotifs. R. Soc. Open sci, 2018. http://dx.doi.org/10.1098/rsos.180121