Un modelo estadístico para comprender el origen de la vida
La meseta antártica es considerada el lugar más frío, seco y ventoso del planeta. Sus condiciones ambientales se asemejan a las de Marte o las lunas de Júpiter y Saturno. Hasta hace relativamente poco, gran parte de este territorio estaba cubierto por permafrost, una capa de la corteza terrestre permanentemente congelada, lo que impedía la presencia significativa de vida microbiana. Pero, desde la década de 1950, la meseta experimenta uno de los mayores aumentos de temperatura del planeta, provocando el retroceso de los glaciares y dejando al descubierto terrenos libres de hielo, donde pueden establecerse microorganismos transportados por el aire. En una investigación publicada recientemente en The Annals of Applied Statistics, Marcela Svarc y Lucas Fernández-Piana, investigadores y profesores del Departamento de Matemática y Ciencias de la Universidad de San Andrés, junto a Ana Justel, de la Universidad Autónoma de Madrid, analizan el origen de los microorganismos que llegan a la península Antártica. Plantean que estudiar sus trayectorias permite determinar cómo se establece la vida microbiana en regiones vírgenes.
Puesto que gran parte del movimiento de los microorganismos ocurre a través de la atmósfera, los investigadores analizaron la circulación de masas de aire que llegaron a la península Byers, la mayor zona libre de hielo de la Antártida marítima. Para ello, utilizaron muestras de microorganismos recolectadas durante una expedición a áreas poco exploradas de la Antártida, con el objetivo de determinar su origen, comprender su desarrollo y proyectar su dinámica futura. “Esto es un laboratorio que tenés en la Tierra para recrear una situación similar a un viaje al pasado y observar cómo comenzó todo”, explica Svarc.
Sin embargo, los procedimientos estadísticos existentes no eran adecuados para analizar las trayectorias de los microorganismos transportados por el aire ni su capacidad de colonizar suelos recientemente expuestos por el cambio climático. De tal manera, el equipo desarrolló una nueva herramienta estadística que permite capturar la información que contienen las trayectorias que simulan el movimiento de una partícula considerando su geometría, peso y las condiciones climáticas y ambientales en el momento que ocurrieron. El sistema calculó la trayectoria de partículas durante los cinco días previos a su llegada al punto de muestreo, generando una simulación cada seis horas a lo largo de los 11 años de datos disponibles. Analizar un período prolongado de tiempo permitió registrar todas las trayectorias posibles, ya que, aunque se conocía que los microorganismos llegaron a determinado lugar, el instante preciso de su llegada era desconocido.
El análisis de las trayectorias de microorganismos hacia la península Antártica a lo largo de un año indicó que su origen principal no se ve especialmente afectado por breves períodos de enfriamiento. Más allá de los hallazgos específicos para la península Antártica, los investigadores destacan la relevancia de la herramienta estadística desarrollada, que podría aplicarse a múltiples problemas con dinámicas similares: desde la propagación de incendios forestales o cenizas volcánicas, hasta la identificación de zonas afectadas por radiación nuclear. En palabras de Svarc: “Uno resuelve problemas pequeños que luego se encadenan y forman una matriz mucho más grande. Este estudio se construye sobre investigaciones previas y no existiría sin ellas; todas son piezas de un mismo rompecabezas”.