Lombrices ‘vitaminadas’ para eliminar plásticos en suelos agrícolas

Un equipo de investigación de la Universidad de Almería concluye en un estudio que estos invertebrados pueden mejorar su supervivencia e incrementar las posibilidades de degradar residuos contaminantes en terrenos agrícolas tras suplementar su alimentación con microorganismos especializados. 

Andalucía es considerada la ‘Huerta de Europa’: las horas de sol y el clima de esta tierra son factores clave para otorgarle esta mención. Gran parte de sus cultivos crecen bajo las casi 40.000 hectáreas de invernaderos, según datos de la Junta de Andalucía, que la sitúan como la región de España donde más plásticos se utiliza en el sector de la agricultura.

Películas para aislar el suelo de temperaturas extremas, films protectores de los cultivos contra insectos y plagas y las inclemencias del tiempo, otros para aprovechar mejor el uso del agua de regadío y conservar la humedad… todos estos productos plásticos han incrementado durante décadas el rendimiento de los cultivos, pero también han dejado huella cuando acaba su vida útil. No todos se reciclan y la exposición continuada a la radiación solar provoca que estos residuos se fragmenten y entren en contacto con el suelo, al mismo tiempo que llegan hasta el mar arrastrados por el viento y el agua.

Para evitarlo, la ciencia andaluza apuesta por resolver esta realidad mediante el empleo de herramientas que combinan tecnología y elementos biológicos. En ello trabaja un equipo de investigación perteneciente al Grupo de Microbiología de la Universidad de Almería, que, en colaboración con la Universidad Miguel Hernández, ha comprobado cómo las lombrices de tierra alimentadas con un suplemento de microorganismos especializados en la degradación de sustancias recalcitrantes tienen una tasa de supervivencia mayor en entornos contaminados con plásticos y contribuyen a regenerar este tipo de suelos.

En el laboratorio se recreó un mesocosmos, un espacio experimental controlado formado por suelos contaminados por plásticos para evaluar el comportamiento y adaptación del tracto digestivo de las lombrices nuevas a estos espacios.

Este ‘suplemento vitamínico’ que se les proporciona a las lombrices fortalece su microbiota, es decir, permite que su tracto intestinal se adapte a lo que comen. Para ello, incorporan microorganismos (principalmente bacterias) a su dieta que “rompen” las moléculas de este contaminante y las digieren.

Así, los gusanos contribuyen a la degradación de microplásticos que afectan a ecosistemas agrícolas, tal y como explican en el estudio, titulado ‘Enhancing earthworm (Lumbricus terrestris) tolerance to plastic contamination through gut microbiome fortification with plastic-degrading microorganisms’ y publicado en Journal of Hazardous Materials.

Bacterias ‘come plásticos’

Para obtener estas conclusiones, primero seleccionaron lombrices de tierra localizadas en suelos contaminados por microplásticos para estudiar la composición de su microbiota.

Analizaron e identificaron la cantidad y tipología de hongos y bacterias que contenían para aislar aquellos microorganismos que podían servir para regenerar suelos agrícolas. “Si queremos conocer cómo sobreviven las lombrices a los plásticos, tendremos que aislarlas de su entorno y estudiar su composición”, explica a la Fundación Descubre Macarena M. Jurado, investigadora de la Universidad de Almería y autora del estudio. 

El equipo probó cómo interactuaban las lombrices con cuatro tipos de plásticos de uso agroalimentario.

Estas lombrices reunían unas características concretas:

• Edad adulta 
• Peso estimado de entre 5 y 10 gramos
• Incubadas durante 90 días a 20ºC en completa oscuridad. 

Una vez finalizado este tiempo, extrajeron el contenido de sus intestinos para estudiar su microbiota y cuantificar las bacterias, hongos y otros microorganismos susceptibles de utilizarse como probióticos especializados. Los probióticos son productos a base de microorganismos vivos beneficiosos para el tracto intestinal y, en este caso concreto, aislado de, y con destino, el digestivo de las lombrices. Su aplicación ha demostrado mejorar la tolerancia al plástico y ayudar a su descomposición.

De entre todas las cepas bacterianas encontradas, seleccionaron dos que además de promover el crecimiento y suprimir a microorganismos patógenos, tienen interés industrial y con gran capacidad para degradar compuestos aromáticos, entre otros.

• Pseudomonas putida
• Pseudomonas alkylphenolica

Para evaluar su efectividad y compararlas con el grupo control, que no incluyó los probióticos en su dieta, el equipo de investigación concentró la biomasa. Después, y con la finalidad de que las lombrices las ingirieran, la rociaron sobre hojas frescas de morera blanca, alimento principal de las lombrices.

Ejemplares de lombrices empleadas en el estudio.

En paralelo, recrearon en el laboratorio suelos contaminados por plásticos con la finalidad de evaluar el comportamiento y adaptación de nuevas lombrices a estos espacios, comparándolos siempre con un grupo control, donde ni el suelo ni los gusanos estaban en contacto con residuos de este tipo. 

Plásticos de uso agrícola

Durante el estudio, el equipo de investigación probó cómo interactuaban las lombrices con cuatro tipos de compuestos plásticos habitualmente empleados en agricultura.

• PET (tereftalato de polietileno), empleado habitualmente en el envasado de productos.
• LDPE (polietileno de baja densidad), con el que se fabrican cubos de compostaje y sistemas de riego.
• LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), presente en tuberías y mangueras de agua.
• PS (poliestireno), usado como aislante en cultivos por sus propiedades térmicas. 

De esta forma, simularon a pequeña escala y de forma controlada los posibles suelos contaminados por plásticos a los que se exponen las lombrices. “Creamos un mesocosmos, un espacio experimental al aire libre para conocer hasta qué punto de descomposición del plástico llega a las lombrices al ingerirlos, como pueden ser los que se usan para cultivar fresas, o las partículas que se localizan en los mantillos, también llamados mulching, y que se emplean para mejorar la productividad del suelo”, detalla Jurado. 

Tras los ensayos, comprobaron que las lombrices de tierra alimentadas con una dieta específicamente reforzada con estas dos bacterias concretas (Pseudomonas putida y Pseudomonas alkylphenolica), eran capaces de reducir los plásticos que permanecen en el suelo tras un cultivo. 

Una de las bacterias aisladas en una placa de petri durante el estudio.

Ahora, sólo queda identificar qué tipos de plásticos agrícolas degradan con mayor facilidad las lombrices y en qué cantidad. “Estamos midiendo cuánto residuo queda en el terreno y su grado de deterioro, así como el tamaño y peso de los gusanos tras su contacto con los suelos contaminados. Estos indicadores evidencian que actúan como biorremediadores de los suelos, es decir, degradan e incluso eliminan contaminantes y como consecuencia recuperan su estado natural”, concluye Jurado. 

Un falso mito aseguraba que se necesitan 21 días para adquirir un nuevo hábito, pero la ciencia demostró que se requiere alguno que otro más. En cualquier caso, todo es cuestión de acostumbrarse y en el caso de estas lombrices, modificar su dieta para conseguir que los suelos agrícolas vean un poquito menos plastificado su futuro. 

Víctor Carpena-Istán, doctorando que está realizando su tesis en relación con este trabajo y co-autor del estudio.