La investigación recolectó y analizó lípidos contenidos en la membrana de bacterias que viven en suelos del mundo con la idea de mejorar calibraciones de temperatura y pH, usando aprendizaje automático.
Jean Pierre Molina M.
El estudio fue parte de la tesis de doctorado de Pierre Véquaud, primer autor del artículo, que junto a sus profesores guías de la Universidad La Sorbona en Francia, con quienes el Dr. Sergio Contreras de la Facultad de Ciencias UCSC tiene un proyecto de colaboración internacional ANID hace dos años, y científicos de otros países publicaron: “Desarrollo de una calibración de pH y de temperatura global basada en hidroxiácidos grasos de bacterias que viven en suelos”; en la revista de discusión y publicación de acceso libre Biogeosciences.
La idea central del estudio nace con la necesidad de conocer la variación de temperatura y pH más allá del registro instrumental. “En el sur de Chile existen muy pocas estaciones meteorológicas registrando temperatura y precipitación en forma continua y por años (y menos pH). Lo mismo ocurre sobre los 800 metros de altura a lo largo de la Cordillera de los Andes. Entonces, para poder saber como ha variado la temperatura en esos lugares se deben usar modelos calibrados con información en donde si existen estaciones meteorológicas. Por lo tanto, uno tiene que asumir que las proyecciones de temperatura sirven para zonas remotas del globo”, comentó el Dr. Sergio Contreras con la idea de que las calibraciones sirvan para obtener información de temperatura y pH en suelos de áreas remotas.
El proyecto buscó generar y validar información de temperatura y pH de forma indirecta, en este caso, a través de los hidroxiácidos grasos que se encuentran en membranas de bacterias que viven en suelos y responden químicamente (cambios en sus estructuras) a estas variables. “En este trabajo se consideraron datos de lípidos de varios lugares en el mundo entre los que destacan suelos de Perú, Chile, China, entre otros países. La diversidad química de estos lípidos se comparó con la temperatura promedio anual del lugar donde se sacaron las muestras. En el caso de las muestras de Chile, medimos pH en las muestras de suelo y registramos la temperatura con sensores enterrados que miden cada hora. Luego, a través de aprendizaje automático (machine learning), se generó una curva global de temperatura y pH”, enfatizó el académico.
El Dr. Sergio Contreras explicó además que “si los suelos presentan condiciones donde estos lípidos se preserven podríamos ver cambios de uso de suelo como de bosque nativo a una plantación forestal, por ejemplo. Esto constituye una calibración global que se comparó con calibraciones de otros lípidos usados a nivel global y validar sus resultados”.
Aporte del estudio
La curva descrita comparó distintos tipos de hidroxiácidos grasos que responden a la temperatura y pH. “Este sistema genera un propio índice utilizando la información que tenemos de casi 170 muestras que están ubicadas en todo el mundo con un amplio rango de temperatura y pH. El principal objetivo de esta investigación fue generar una curva con una relación robusta en donde interpolar la información de estos hidroxiácidos para extraer valores de temperatura y pH alrededor del mundo”, complementó el Dr. Sergio Contreras.
La importancia y el aporte de este estudio radica, según el Dr. Contreras en “validar indicadores indirectos de parámetros climáticos de relevancia para zonas remotas del mundo, como por ejemplo la Patagonia, cuya variabilidad climática temporal y espacial está escasamente representada por datos instrumentales”.
Este estudio es un esfuerzo para a futuro entender la variabilidad climática de zonas remotas y proyectar el efecto del Cambio Climático y también comprender lo que ocurrió con el clima en el pasado. En el proyecto trabajaron además científicos provenientes de Italia, Inglaterra, Escocia, Perú y Estados Unidos. Cabe señalar que la curva de calibración original contaba con 70 muestras existentes en el mundo, el actual estudio se extendió a 170, lo que constituye en un aporte para el área.
