Habiendo descubierto el mecanismo por el cual los animales, al igual que las plantas, realizan la fotosíntesis, los científicos comenzaron a pensar en la posibilidad de transferir a los humanos un suministro completo de energía solar.
Imagínese cómo sería si las personas, al igual que las plantas, pudieran funcionar directamente con energía solar. Esto definitivamente nos haría la vida más fácil: las innumerables horas dedicadas a comprar, preparar y comer alimentos podrían dedicarse a otra cosa. Las tierras agrícolas sobreexplotadas volverían a convertirse en ecosistemas naturales. Las tasas de hambre, desnutrición y enfermedades propagadas a través del tracto digestivo caerían en picado.
Sin embargo, los humanos y las plantas no han tenido un ancestro común desde hace cientos de millones de años. Nuestra biología es fundamentalmente diferente en casi todos los aspectos, por lo que puede parecer que no hay forma de diseñar humanos para que realicen la fotosíntesis. ¿O esto todavía es posible?
Este problema está siendo estudiado cuidadosamente por algunos biólogos sintéticos que incluso han intentado crear sus propios híbridos entre plantas y animales. Aunque todavía estamos muy lejos de crear humanos fotosintéticos, una nueva investigación ha descubierto un mecanismo biológico intrigante que podría avanzar en el desarrollo de este incipiente campo de la ciencia.
Elysia chlorótica es un animal que puede realizar la fotosíntesis como las plantas
Recientemente, representantes del Laboratorio de Biología Marina, ubicado en el pueblo estadounidense de Woods Hall, informaron que los científicos habían desentrañado el secreto de Elysia chlorótica, una babosa de mar de color verde brillante que parece una hoja de planta, se come el sol como una hoja, pero es en realidad un animal. Resulta que Elysia chlorótica mantiene un color tan brillante al consumir algas y apoderarse de sus genes fotosintéticos. Es el único ejemplo conocido de un organismo multicelular que adopta el ADN de otro organismo.
En una declaración, el coautor del estudio y profesor emérito de la Universidad del Sur de Florida, Sidney K. Pierce, dijo: Es imposible en la Tierra que los genes de las algas operen dentro de una célula animal. Y sin embargo sucede. Permiten al animal recibir nutrición del Sol. Según los científicos, si la gente quisiera hackear sus propias células para hacerlas capaces de realizar la fotosíntesis, se podría utilizar un mecanismo similar para hacerlo.
En lo que respecta a la energía solar, podemos decir que los humanos llevamos mil millones de años avanzando en la dirección evolutiva equivocada. A medida que las plantas se volvieron delgadas y transparentes, los animales se volvieron gruesos y opacos a la luz. Las plantas obtienen su pequeña pero constante porción de la savia del sol mientras permanecen en un lugar, pero a las personas les gusta moverse y necesitan alimentos ricos en energía para hacerlo.
Si nos fijamos en las células y el código genético de los humanos y las plantas, resulta que no somos tan diferentes. Esta sorprendente similitud de la vida en sus niveles fundamentales permite que sucedan cosas tan extraordinarias como que los animales roben la fotosíntesis. Hoy en día, gracias al campo emergente de la biología sintética, es posible que podamos reproducir tales fenómenos en un solo parpadeo evolutivo, haciendo que las ideas biopunk sobre la creación de parches fotosintéticos de piel parezcan menos fantásticas.
Según Pierce, normalmente cuando los genes de un organismo se transfieren a las células de otro, esto no funciona. Pero si funciona, puede cambiar muchas cosas de la noche a la mañana. Es como una evolución acelerada.
Las babosas marinas no son los únicos animales capaces de realizar la fotosíntesis a través de una relación simbiótica. Otros ejemplos clásicos de este tipo de criaturas son los corales, cuyas células almacenan dinoflagelados fotosintéticos, y la salamandra manchada, que utiliza algas para suministrar energía solar a sus embriones.
Sin embargo, las babosas marinas se diferencian de animales similares en que han encontrado una manera de eliminar a los intermediarios y realizar la fotosíntesis solo por sí mismas, absorbiendo cloroplastos de las algas y cubriendo con ellos las paredes de su tracto digestivo. Después de esto, el híbrido animal-planta puede vivir durante meses, alimentándose únicamente de la luz solar. Pero hasta ahora sigue siendo un misterio cómo exactamente las babosas sostienen sus fábricas solares robadas.
Ahora Pirsa y los otros coautores del estudio han encontrado la respuesta a esa pregunta. Parece que las babosas no sólo roban cloroplastos de las algas, sino que también roban importantes códigos de ADN. Un artículo publicado en The Biological Bulletin sugiere que un gen que codifica una enzima utilizada para reparar los cloroplastos puede ayudar a las babosas a mantener funcionando sus máquinas solares mucho después de comer algas.
En la naturaleza, la expropiación genética puede ser un fenómeno poco común, pero los científicos llevan muchos años experimentando con él en laboratorios. Al transferir genes de un organismo a otro, los humanos han creado muchas formas de vida nuevas, desde maíz que produce sus propios pesticidas hasta plantas que brillan en la oscuridad. Teniendo en cuenta todo esto, ¿es tan descabellado pensar que deberíamos seguir el ejemplo de la naturaleza y dar a los animales -o incluso a los humanos- la capacidad de realizar la fotosíntesis?
La bióloga, diseñadora y autora Christina Agapakis, que obtuvo su doctorado en biología sintética en Harvard, ha pasado mucho tiempo pensando en cómo crear una nueva simbiosis en la que las células animales pudieran realizar la fotosíntesis. Hace miles de millones de años, los ancestros de las plantas absorbieron cloroplastos, que eran bacterias de vida libre, dijo Agapakis.
El problema de crear un organismo que se alimenta de sol, dijo Agapakis, es que requiere una superficie muy grande para absorber suficiente luz solar. Con la ayuda de las hojas, las plantas logran absorber una enorme cantidad de energía en relación con su tamaño. Las personas carnosas, con su relación superficie-volumen, probablemente no tengan la capacidad de carga necesaria.
Si te preguntas si puedes adquirir la capacidad de realizar la fotosíntesis, tendrás que dejar de moverte por completo y volverte completamente transparente, afirma Agapakis, quien estima que cada célula humana necesitaría miles de algas para realizar la fotosíntesis.
De hecho, Elysia chlorótica, que se alimenta de luz solar, puede ser la excepción que confirma la regla. La babosa comenzó a parecerse tanto a una hoja que en muchos sentidos se convirtió más en una planta que en un animal.
Pero incluso si una persona no puede sobrevivir sólo con el sol, ¿quién dice que no puede complementar su dieta con un pequeño refrigerio soleado de vez en cuando? De hecho, la mayoría de los animales fotosintéticos, incluidos varios parientes de Elysia chlorótica, dependen de algo más que la energía del sol. Utilizan su maquinaria fotosintética como generador de respaldo en caso de escasez de alimentos. Por tanto, la capacidad de realizar la fotosíntesis es un seguro contra el hambre.
Quizás los humanos puedan encontrar un uso completamente nuevo para la fotosíntesis. Por ejemplo, según Agapakis , podría haber manchas verdes en la piel humana, un sistema de curación de heridas activado por el sol. Algo que no requiere la misma cantidad de energía que necesita una persona.
En un futuro próximo, una persona no podrá pasar completamente a recibir luz solar únicamente, al menos hasta que decida modificar radicalmente su cuerpo, por lo que por ahora sólo podemos seguir inspirándonos en el ejemplo de la naturaleza.