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| Nombre del proyecto | Colonización, estructura y composición de comunidades microbianas endolíticas del desierto híper-árido de La Joya, Arequipa, Perú |
| Resumen ejecutivo | Conocer su taxonomía, su complemento genómico, además de su diversidad y posición filogenética, nos permitiría comprender cómo estos microorganismos se han adaptado a estos ambientes extremos análogos de Marte, y cómo podrían ser utilizados para futuras aplicaciones biotecnológicas. En este proyecto, proponemos por primera vez estudiar los patrones de colonización, estructura y composición de comunidades microbianas endolíticas del desierto híper-árido de La Joya, Arequipa, Perú. Para esto, seleccionaremos sitios extremos previamente reportados, donde se muestra que exhiben características de alta radiación, ionización, sequedad y bajo contenido de materia orgánica como el llamado “Mar de Cuarzo” El desierto híper-árido de La Joya está ubicado en el distrito de San Camilo, departamento de Arequipa y presenta características extremas para la vida que incluyen: alta radiación UV e ionizante, baja cantidad de agua, escasa materia orgánica, bajas precipitaciones, alta escasez de oxígeno y nutrientes; además de una alta cantidad de hierro y por lo tanto alta actividad antioxidante. Estas condiciones, por ejemplo, han hecho que la agricultura no se pueda practicar en esta área. Por estas razones, este desierto ha sido catalogado como un suelo análogo del planeta Marte. Sin embargo, estudios preliminares indicaron que la vida microbiana está presente y prospera bajo estas condiciones. En estudios previos hemos sido capaces de aislar líquenes, hongos, microalgas y bacterias incluyendo cianobacterias desde rocas (endolíticos) que en su conjunto presentan alta resistencia a la sequedad y radiación UV. Conocer su taxonomía, su complemento genómico, además de su diversidad y posición filogenética, nos permitiría comprender cómo estos microorganismos se han adaptado a estos ambientes extremos análogos de Marte, y cómo podrían ser utilizados para futuras aplicaciones biotecnológicas. En este proyecto, proponemos por primera vez estudiar los patrones de colonización, estructura y composición de comunidades microbianas endolíticas del desierto híper-árido de La Joya, Arequipa, Perú. Para esto, seleccionaremos sitios extremos previamente reportados, donde se muestra que exhiben características de alta radiación, ionización, sequedad y bajo contenido de materia orgánica como el llamado “Mar de Cuarzo”. Tomaremos muestras en réplicas para poder comparar estadísticamente la estructura y composición de microorganismos mediante metagenómica y análisis bioinformáticos. Con esta información, vamos a inferir el origen de microorganismos endolíticos basándose en su taxonomía, filogenética, su distribución en las rocas y sitios circundantes. Además, vamos a identificar las variables fisicoquímicas y climatológicas (humedad, radiación, temperatura, pH, salinidad, y nutrientes) que mejor se asocian con ciertos microorganismos de estas comunidades endolíticas, de tal forma establecer las condiciones determinantes de su crecimiento y adaptación. Estos resultados nos permitirán ampliar las fronteras del conocimiento de la vida en ambientes extremos con implicancias en evolución, astrobiología y biotecnología. |
| Objetivo del proyecto | Determinar la colonización, estructura y composición de comunidades microbianas endolíticas del desierto híper-árido de La Joya, Arequipa, Perú. |
| Código del proyecto | TP IB-30-2020 |
| Fecha de inicio | 2020-04-30 |
| Duración | 18 |
| Nombre del esquema financiero | Tesis para optar el Título Profesional - UNSA |
| Monitor | Cerrado Cerrado Cerrado |
| Entidades participantes | Monto (S/) | Total (S/) | Porcentaje | ||
| Monetario | No monetario | Monetario | No monetario | ||
| Universidad Nacional de San Agustin (UNSA) | 19150.00 | 0.00 | 19150.00 | 100.00% | 0.00% |
| Andrea Valeria Pazos Quintanilla | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00% | 0.00% |
| Palabras clave | Colonización, endolítico, astrobiología, metagenómica, desierto híper-árido, La Joya. |
| Justificación del proyecto | El Desierto de Atacama es conocido como uno de los lugares más secos de nuestro planeta con escasas precipitaciones tan bajas como 3 mm por año en su núcleo híper-árido ( Houston y Hartley, 2003 ; McKay et al., 2003; Hartley et al., 2005 ; Houston, 2006 ). Sin embargo, el Desierto híper-árido de La Joya (que también pertenece a la franja del desierto de Atacama) tiene una precipitación menor a 1 mm por año y una humedad del suelo menor a 30% (McKay et al., 2003; Davis et al., 2010). Según estos datos el Desierto de La Joya podría tener características muy interesantes, ya que sería el lugar más seco comparado con el Desierto de Atacama en Chile. La gran desventaja es que el desierto de La Joya tiene escasa difusión y una manera de suplir esto es realizar más estudios que contribuyan a su conocimiento. En el Desierto de Atacama en Chile, se han estudiado comunidades microbianas que colonizan la corteza de sal translúcida en la superficie de los depósitos evaporíticos. Sin embargo, en el Desierto de La Joya en Perú, el conocimiento sobre la existencia de microorganismos, así como sus mecanismos de adaptación a este ambiente extremo, es escaso. Si bien se han realizado estudios químicos, climatológicos y de suelo, falta profundizar estudios microbiológicos y de geobiología. Tampoco se conoce si estos microorganismos presentes están prosperando en condiciones tan extremas o simplemente son depositados de forma fortuita en las rocas por procesos atmosféricos. Actualmente el desierto de Las Pampas de La Joya considerado un análogo marciano, está siendo amenazado por contaminación antropogénica debido a invasiones y la práctica aficionada de motocross, por lo que existe el riesgo de contaminación y pérdida de material geobiológico cercanas a la zona llamada Mar de Cuarzo. |
| Hipótesis del proyecto | Dado que algunos microorganismos son capaces de adaptarse y prosperar en condiciones extremas de alta radiación solar, temperatura, sequedad y niveles bajos de materia orgánica, entonces es posible encontrar organismos colonizadores de rocas en el desierto Híper-árido de la Joya de la Región Arequipa. |
| Resultados esperados del proyecto | - Un (01) artículo científico publicado en revista indizada en la base Scopus o Web of Science, con filiación a la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa (independiente del idioma del artículo). - Un (01) profesional titulado con la opción: tesis formato artículo - Microorganismos endoliticos identificados y caracterizados por métodos metagenomicos y filogenéticos. - Patrones de colonización de comunidades microbianas endolíticas en el desierto híper-árido de La Joya, Arequipa, Perú |
| Impactos esperados | Impacto Ambiental: La presente investigación permitirá comprender cómo estos microorganismos se han adaptado a estos ambientes extremos análogos de Marte, así como las implicancias del cambio climático sobre el desarrollo de estos microorganismos. Impacto tecnológico: El uso y manejo de técnicas modernas de análisis metagenómico nos permitirá tener una comprensión más completa de los rasgos que los microorganismos. Impacto en el conocimiento: Los resultados nos permitirán ampliar las fronteras del conocimiento de la vida en ambientes extremos con implicancias en evolución, Astrobiología y Biotecnología. Primer reporte de la presencia de posibles nuevas especies de microorganismos extremófilos presentes en el desierto de la Joya. |
| Equipo técnico | Ronald Demetrio Navarro Oviedo; Eduardo Felipe Castro Nallar; Andrea Valeria Pazos Quintanilla |