Por: Catalina López-Correa*

La industrialización y la actividad humana han resultado en un aumento continuo de la producción de gases de efecto invernadero que a su vez está llevando al cambio climático que estamos observando desde hace ya varios años. A nivel mundial, los últimos 11 años encuentran entre los 12 más cálidos desde 18501. Las emisiones de gases de efecto invernadero han provocado cambios sustanciales en los patrones climáticos. Este aumento de temperatura se siente en todo el mundo, pero es mayor en las latitudes más nórdicas. Es una realidad que el cambio climático está teniendo un efecto devastador en nuestro planeta, algunos de estos efectos son: inundaciones, sequias, incendios forestales, aumento de pestes y patógenos, presencia de nuevos patógenos en ciertas regiones del planeta y cambios extremos de temperatura. Estos cambios están ya afectando los ecosistemas, la biodiversidad, el suministro mundial de alimentos y, en última instancia, la salud humana.

Dentro de las soluciones que se están buscando para disminuir los efectos del cambio climático se están empezando ahora a usar nuevas tecnologías que tienen el potencial de generar un impacto positivo en nuestro planeta. Una de estas tecnologías es la genómica2.
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Mediante la genómica, podemos estudiar uno de los componentes fundamentales de la vida: el ADN. Gracias al análisis del ADN, parte integral de todos los organismos vivientes, investigadores en Canadá están avanzando iniciativas que nos ayudan entender, adaptarnos y mitigar los desafíos globales del cambio climático. Revelar la información programada en el genoma (ADN) de plantas, animales y microorganismos proporciona conocimiento valioso sobre la diversidad de todas las especies en el planeta y cómo las especies se adaptan, sobreviven y prosperan en diversas condiciones climáticas. Actualmente hay varios grupos en los Estados Unidos y en Canadá que están liderando iniciativas y proyectos done se usa la genómica para proporcionar soluciones a los retos que enfrentamos con el cambio climático3.
 
En Canadá en particular, centros de genómica como Genome British Columbia (GBC) están apoyando el uso y la aplicación de tecnologías genómicas para promover una economía baja en carbono y un mínimo de emisiones de gases de efecto invernadero. Tenemos ya ejemplos en Canadá donde los proyectos de investigación en genómica se han convertido en herramientas que ayudan definir políticas de medio ambiente en la provincia y en el país. A continuación, presento algunos ejemplos del impacto que la genómica tiene para ayudarnos a 1) entender 2) adaptar y 3) mitigar los efectos del cambio climático.
 
Genómica para entender el cambio climático
Investigadores en Canadá están coordinando una iniciativa internacional llamada el BarCode for Life4, 5 que tiene por objetivo hacer un mapa de la diversidad de nuestro planeta. Gracias a esta iniciativa se está catalogando la diversidad de las especies en diferentes lugares del mundo, utilizando información proveniente del ADN y la genómica. El proyecto ha permitido identificar variaciones en la migración y en la localización de ciertas especies debido al cambio climático.
Otro ejemplo son los proyectos que GBC está financiando sobre la genética del salmón6 y la trucha, donde se están usando herramientas genómicas para entender la tolerancia que tienen estos peces a la hipoxia, a la acides y a otras variaciones en el agua producidos por el cambio climático7. Los marcadores genéticos identificados en estos estudios se están utilizando para mejorar los programas de producción de salmón y de trucha en la provincia de Columbia Británica y en Canadá.
 
Genómica para adaptarnos al cambio climático
Investigadores de la provincia de Columbia Británica están también utilizando la genómica para mejorar la salud de los árboles y los bosques para ayudarlos a adaptarse mejor a los cambios de clima en la provincia. Con la genómica se pueden identificar características de los árboles que les ayudan a adaptarse a condiciones climáticas extremas como inundaciones y sequias, y se pueden identificar marcadores genómicos que ayudan a seleccionar los árboles que serán resistentes a ciertos patógenos o ciertas enfermedades8. Gracias al proyecto CoAdapTree los investigadores de la Universidad de British Columbia (UBC) están usando la genómica para guiar las políticas y programas regionales de plantación de coníferas. El objetivo: poder usar los marcadores genéticos para seleccionar los árboles (no modificar) y plantarlos en el ambiente y el clima correcto basado en la información genética de cada árbol.
Otros proyectos en esta área son: el análisis de la adaptación genética al cambio climático en el salmón Chinook, el estudio de la variación genética en la tolerancia a la hipoxia en el salmón del Atlántico.
 
Genómica para mitigar el cambio climático
Los expertos estiman que el alimento que consumen los animales representa el 70 por ciento del costo de producir la carne de cerdo y aves de corral que se consume en Canadá. Sin embargo, una cuarta parte del cuido o alimento de animales se desperdicia porque los animales carecen de las enzimas que les permitirían digerir estos productos completamente. Al mismo tiempo, las grandes granjas productoras, y los gases de efecto invernadero producidos en estas granjas, son uno de los factores que más contribuyen al cambio climático9.
Una de las aplicaciones de la genómica es la identificación y selección de enzimas que aumenten la digestibilidad de los ingredientes comunes de los alimentos de cerdo y aves10. Este es el objetivo de uno de los proyectos que se iniciaron en Canadá en el 2015 en el cual se busca identificar enzimas que mejoren la conversión alimentaria de los animales de producción para mejorar la alimentación y disminuir los desechos que finalmente producen los gases a efecto invernadero10. Este es un ejemplo del uso de la genómica para ayudar a mitigar los efectos del cambio climático gracias al desarrollo de una agricultura más verde, más eficiente y más sostenible.
Una forma eficaz de mitigar el cambio climático es usar tecnologías innovadoras como la genómica para desarrollar una agricultura más verde, más eficiente y más sostenible.
 
Dado el importante papel que puede jugar la genómica en ayudarnos a entender, adaptar y mitigar el cambio climático, Genome British Columbia está ahora apoyando una serie de iniciativas y proyectos en estas áreas11. Algunos ejemplos de los proyectos en curso son:

• Uso de la genómica para controlar las pestes y patógenos que están afectando los bosques de Canadá haciéndolos más susceptibles a sequias e incendios.
• Marcadores genéticos para seleccionar árboles que sean más resistentes a patógenos y al cambio climático.
• Estudio de los cambios genéticos que sufren las plantas al adaptarse al cambio climático.
• Mitigación del cambio climático con algas que generan bio-productos.

 
En conclusión, los grandes avances que se han hecho en los últimos años en genómica, el bajo costo de las tecnologías de secuenciación del ADN, la posibilidad de tener equipos portables que permiten hacer análisis de genoma en el campo están permitiendo que esta tecnología tenga un impacto real y concreto en los retos que está enfrentando nuestro planeta con el cambio climático.  El impacto de la genómica no es para un futuro, es una realidad que está sucediendo ahora, el gran reto es que países en desarrollo y economías emergentes también puedan beneficiarse de todos estos avances y estas nuevas tecnologías. De hecho, ya hay algunas iniciativas en países en desarrollo donde se está usando la genómica para análisis de la biodiversidad12 y los grupos de investigación en países como Canadá y Estados Unidos están buscando cada vez más colaboradores en América Latina para asegurar un impacto global de sus proyectos.
 
*La Dra. Catalina López-Correa es actualmente Directora de Operaciones de Ruta N. de Con más de 18 años de experiencia internacional en investigación en genómica y en innovación, la Dra. López-Correa ha ocupado puestos de liderazgo tanto en el sector público como en el sector privado. La Dra. López-Correa tiene un grado de medica general de la UPB en Medellín, un Master en Genética de la Universidad Paris VII/Instituto Pasteur en Francia y un PhD en Genética Humana de la universidad Católica de Lovaina en Bélgica. En los últimos 12 años ha ocupado puestos de liderazgo en Canadá, del 2016-2019 como Chief Scientific Officer de Genoma British Columbia (Vancouver) y del 208 al 2015 como Vicepresidenta de asuntos científicos en Genoma Quebec (Montreal). En ambos puestos dirigió iniciativas de investigación e innovación usando la genómica en diversos sectores (Salud humana, agricultura,
Entre otros cargos que ha tenido anteriormente se encuentran Científica Senior de la compañía farmacéutica Eli Lilly (Indianápolis, USA) y directora del laboratorio de Citogenómica de la compañía deCODE Genetics (Reikiavik, Islandia). La Dra. López-Correa también trabajó con dos compañías de biotecnología de Inglaterra (Genomica e Informax).
Desde el 2002, la Dra. López-Correa ha servido como evaluadora para proyectos multinacionales a larga escala financiados por la Comisión Europea, el IMI (Innovative Medicines Initiatives) y el NIH (USA) y ha sido reconocida con varios premios nacionales e internacionales como la Orden del Mérito de la Republica de Colombia (2013) y Medalla de los 150 años del Senado de Canadá (2017) y El Colombiano Ejemplar (2012). Como parte de su compromiso con el desarrollo internacional, la Dra. López-Correa creó la fundación sin ánimo de lucro ODNS (Organización para el desarrollo con nuevas solidaridades) y desde el 2012 se ha implicado en varias iniciativas que han tenido como objetivo demostrar el impacto de la genómica en países en desarrollo y promover el rol de las mujeres en la ciencia.

Referencias

1. https://www.eea.europa.eu/themes/climate/faq/how-is-climate-changing-and-how-has-it-changed-in-the-past
2. http://www.climatechangegenomics.org/
3. https://ibol.org/
4. Hebert, Paul et al. “From writing to reading the encyclopedia of life.” Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences vol. 371,1702 (2016)
5. Macqueen, Daniel et al. “Functional Annotation of All Salmonid Genomes (FAASG): an international initiative supporting future salmonid research, conservation and aquaculture.” BMC genomics vol. 18,1 484. (2017)
6. Jeffery, Nicholas et al. “Range-wide parallel climate-associated genomic clines in Atlantic salmon.” Royal Society open science vol. 4,11 171394. 15 Nov. (2017)
7. MacLachlan, Ian et al. “Growth gains from selective breeding in a spruce hybrid zone do not compromise local adaptation to climate.” Evolutionary applications vol. 11,2 166-181. 3 Sep. 2017, doi:10.1111/eva.12525
8. Badhan, Ajay et al. “Improvement in Saccharification Yield of Mixed Rumen Enzymes by Identification of Recalcitrant Cell Wall Constituents Using Enzyme Fingerprinting.” BioMed research international vol. 2015 (2015): 562952. doi:10.1155/2015/562952
9. Koneswaran Gowri and Danielle Nierenberg. “Global farm animal production and global warming: impacting and mitigating climate change.” Environmental health perspectives vol. 116,5 (2008): 578-82. doi:10.1289/ehp.11034
10. https://www.genomecanada.ca/en/development-and-commercialization-next-generation-enzyme-supplements-swine-and-poultry
11. https://www.genomebc.ca/tackling-climate-change/
12. Lewin, Harris A et al. “Earth BioGenome Project: Sequencing life for the future of life.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America vol. 115,17 (2018)

​​Cuáles son los posibles efectos de los microplásticos en nuestra salud?
 
Los microplásticos (pequeños fragmentos de plástico de entre 5mm y 1um, Figura 1), se encuentran esparcidos en nuestro planeta, y tanto algunos alimentos que comemos como el aire que respiramos los contienen (ref. 1,2). Debido a que no solo el aire, sino el agua y la tierra están contaminados, éstas partículas sintéticas pueden llegar a afectar nuestra salud (ref. 1).

​Estudios han demostrado que trabajadores expuestos a fibras y partículas plásticas en el aire, generan disnea (= ahogo y dificultad para respirar debido a inflamación de las vías respiratorias, ref.2). Aunque las concentraciones actuales de microplásticos en el aire se consideran bajas (medidas en Paris: 118 microplásticos por m2 por día, ref. 3), es posible que algunas personas sean más susceptibles y puedan desarrollar enfermedades respiratorias (ref.2). Igualmente los microplásticos se han encontrado en muestras de agua alrededor del mundo (Figura 2, ref.4), en otros organismos (plantas y animales), en productos derivados (azúcar, sal, cerveza, ref.2), y en muestras fecales de humanos (ref.5). 

Figura 2. Porcentajes de fibras plásticas en el agua para tomar. En todo el mundo un 83% del agua tenía fibras plásticas, tomado de Boucher and Friot (2017, ref.4). 

Figura 3. Esquema de la introducción y efectos de los microplásticos en humanos. Los efectos dependerán de el nivel de exposición y acumulación de microplásticos en el cuerpo. Tomado y modificado de Wright and Kelly (2017, ref.1).

​Referencias
1          Wright, S. L. & Kelly, F. J. Plastic and human health: a micro issue? Environmental science & technology 51, 6634-6647 (2017).
2          Correia Prata, J. Airborne microplastics: consequences to human health? Environmental Pollution 234, 115-126 (2018).
3          Dris, R. et al. Microplastic contamination in an urban area: a case study in Greater Paris. Environmental Chemistry 12, 592-599 (2015).
4          Boucher, J. & Friot, D. Primary microplastics in the oceans: a global evaluation of sources.  (IUCN Gland, Switzerland, 2017).
5          Schwabl, P. et al. Detection of Various Microplastics in Human Stool: A Prospective Case Series. Annals of internal medicine (2019).
6          Van Cauwenberghe, L. & Janssen, C. R. Microplastics in bivalves cultured for human consumption. Environmental pollution 193, 65-70 (2014).
7          Lu, L. et al. Interaction between microplastics and microorganism as well as gut microbiota: A consideration on environmental animal and human health. Science of The Total Environment (2019).
8          Karlsson, T. M. et al. Screening for microplastics in sediment, water, marine invertebrates and fish: method development and microplastic accumulation. Marine pollution bulletin 122, 403-408 (2017).
9          Allen, S. et al. Atmospheric transport and deposition of microplastics in a remote mountain catchment. Nature Geoscience 12, 339 (2019).
 

​Por Adriana Arango-Velez Ph.D.

La mayoría hemos escuchado la palabra “Cambio Climático” asociada a las recientes oscilaciones en precipitación y temperatura. Estos cambios se han debido principalmente al exceso de gases de efecto invernadero, por ejemplo, dióxido de carbono, metano, oxido nitroso y ozono, que atrapan el calor en la atmósfera terrestre produciendo temporadas más cálidas y largos ciclos de precipitación.
 
Algunas de las consecuencias ambientales se reflejan en un incremento en el aire caliente el cual retiene más humedad, permitiendo mayores tasas de evaporación y precipitación. Se han incrementado también las olas de calor, junto con una intensa sequía, provocando condiciones perfectas para incendios forestales. Adicionalmente, el calentamiento de los océanos esta desencadenando tormentas acompañadas de altas precipitaciones [1]. Nos guste o no, ya sea que decidamos creer en la ciencia o no, el cambio climático es una realidad y es nuestra responsabilidad actuar; ya que no solo los patrones climáticos están siendo afectados sino también ecosistemas, ciudades costeras, ciudades a nivel mundial y nuestra salud.
 
Sabemos las razones que han inducido al cambio climático, las cuales incluye la quema de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural), la fabricación de cemento, el arar suelos ricos en materia orgánica y la destrucción de bosques, incrementan la liberación de dióxido de carbono atrapando más calor en el aire [2]. La ganadería, los campos de arroz, los vertederos y las operaciones de gas natural liberan metano, calentando el planeta aún más. Otros gases de invernadero, incluidos el óxido nitroso y los gases de fluoruro, se están filtrando fuera de las tierras utilizadas para agricultura, sitios industriales, sistemas de refrigeración y áreas urbanas, lo que agrava el efecto invernadero.
 
A pesar de que las noticias e informes se han centrado en lo que esta sucediendo y lo que sucederá si no actuamos, este escrito se enfoca en algunas acciones que podemos adoptar en nuestro diario vivir, entre ellas reducir el desperdicio de comida, compostaje, uso de bombillas eficientes, uso de bio-plásticos y ahorro de agua. La información presentada en este ensayo esta basada en el libro “Drawdown” [3], el cual es una compilación de datos científicos y revisión de literatura, modelos climáticos y financieros propuestos para disminuir nuestro impacto en el ambiente y proyecciones de reducir el cambio climático para el año 2050. 
 
Reducción en el desperdicio de comida
 
Un tercio de los alimentos que se cultivan no llegan a nuestra mesa, lo que es una lástima, ya que existen unas 800 millones de personas en el mundo que no tienen acceso. La comida que desperdiciamos contribuye con 4.4 gigatones de dióxido de carbono liberados la atmósfera cada año. Aproximadamente el 8% de las emisiones de gases de efecto invernadero antropogénicas totales. El desperdicio de alimentos es el tercer mayor emisor de gases de efecto invernadero a nivel mundial, siendo Estados Unidos y China los mayores productores de desperdicio. Las personas que necesitan comida no la están recibiendo, y la comida que no se consume esta aportando al incremento de dióxido de carbono en el ambiente. Si se toman acciones desde ahora para reducir el desperdicio de comida en un 50% para el año 2050, las emisiones de gases causadas se podrían reducir hasta en un 40%.
 
 
Compostaje
 
El compost es un material orgánico que se puede agregar al suelo para ayudar a las plantas a crecer. Las sobras de comida y el desperdicio de jardín representan aproximadamente el 30% de lo que votamos a la basura, que debería ser utilizados para el compostaje. La fabricación de compost mantiene estos materiales fuera de los vertederos, donde ocupan espacio y liberan metano, un potente gas de efecto invernadero.
 
Tradicionalmente, los vertederos han sido baratos y convenientes, pero esto está cambiando a medida que aumentan las presiones sobre el uso de la tierra y las regulaciones sobre los rellenos sanitarios. Estos cambios están aumentando el atractivo del compostaje, al igual que su facilidad y diversidad de enfoques. Al igual que con el reciclaje, el compostaje sustentable requiere nuestro esfuerzo y educar a otros, desarrollar la infraestructura necesaria para recolectar, transportar y procesar los desechos; y desplegar estrategias de recogida selectiva. El compost no es nada nuevo, pero ahora necesitamos hacerlo una realidad.
 
Hay materiales que se pueden compostar en casa usando un contenedor, que se puede comprar en un supermercado local, en una tienda de suministros de jardinería, o que puede hacer usted mismo. Un recipiente de compostaje adecuadamente administrado no atraerá plagas ni roedores y no tendrá un mal olor.
 
Uso de Bombillos Eficientes (LED)
 
Hay tres tipos principales de luminiscencia, y cada uno emplea un mecanismo diferente para crear luz. Las bombillas incandescentes calientan un filamento de tungsteno con una carga eléctrica en el vacío. Las fluorescentes ionizan los gases mediante un arco de electricidad, el cual a través de un tubo recubierto de fósforo emite luz visible. Los LED son de estado sólido a través de un proceso llamado electroluminiscencia, creando electrones cargados que emiten fotones (unidades de luz).
Las bombillas LED irradian mucha mas luz comparada con las bombillas incandescentes y fluorescentes. Las bombillas LED usan cerca del 90% menos energía comparada con un bombillo incandescente y la mitad de una bombilla fluorescente sin el uso de mercurio el cual es tóxico.  A pesar de que el costo de LED es mas alto comparado con las bombillas incandescentes, el costo que se paga por el consumo energético de bombillas incandescentes es mucho mas alto así mismo que su efecto en el ambiente. En base a los cálculos registrados en Drawdown, utilizando principalmente LED para el año 2050 se podría disminuir en unos 7.8 gigatones el dióxido de carbono emitido al ambiente.
 
Uso de Bio-plásticos
 
Los plásticos que usamos actualmente son hechos en base a petróleo. Del total de estos plásticos, solo un 5% es reciclado, el resto es tirado en los vertederos, océano o quemado. Si esto continua, el plástico podría acabar con la vida marina. Es por esto que debemos reducir el consumo de plásticos. Según Drawdown, se proyecta que el consumo pasara de 311 millones de toneladas (calculado en el año 2014) a 792 millones de toneladas para el 2050.
 
Los bio-plásticos son plásticos derivados de fuentes de biomasa renovables, como grasas y aceites vegetales, almidón de maíz, paja, astillas de madera, desperdicios de alimentos. También las papas, la caña de azúcar, la corteza de los árboles, las algas y los camarones contienen polímeros naturales que se pueden convertir en plástico. Los bio-plásticos pueden fabricarse a partir de subproductos agrícolas y también de botellas de plástico usadas y otros recipientes que utilizan microorganismos como materia prima [Wikipedia]. 
 
Actualmente se están explorando diversas formas de utilizar bio-plásticos en diversas materias primas; ya que estos pueden secuestrar carbono, especialmente cuando están hechos de biomasa residual. Si el procesamiento de los bio-plásticos es adecuado, podría ser una fuente mas sostenible. Aunque el acceso a bio-plásticos esta limitado, el mensaje es que busquemos alternativas que no involucren el uso de plástico proveniente del petróleo. Disminuyendo su consumo, podríamos ayudar a disminuir la emisión de gases cerca de 4.3 gigatones para el año 2050.
 
Ahorro de Agua
 
El consumo de agua principalmente para la ducha y la lavadora consume energía. El agua caliente corresponde a un cuarto de la energía utiliza en las casas. De acuerdo a “The World Counts” Consumimos un aproximado de 10 billones de metros cúbicos de agua fresca cada día. Optando por productos eficientes en el consumo de agua (i.e. lavadoras, sanitarios y duchas eficientes), se podría reducir el uso del agua de un 7-8%, el cual tiene un impacto beneficial para el ambiente a largo plazo. Seria fantástico si podemos ser conscientes de los productos que compramos, reutilizar y reducir el exceso en el uso del agua. Cada gota cuenta.
 
Referencias
 
[1] Byrne, M.P. & O’Gorman, P.A. 2018. Trends in continental temperatura and humidity directly linked to ocean warming. PNAS https://doi.org/10.1073/pnas.1722312115
 
[2] De Matteis, A. 2017. Decomposing the anthropogenic causes of climate change. Environment, Development & Sustainabiligy. 21, 165-179. https://doi.org/10.1007/s10668-017-0028-4
 
[3] Hawken, P. 2017. Drawdown: The most comprenhensive plan ever proposed to reverse global warming. https://www.drawdown.org/the-book