El impacto antropogénico global y la pandemia

La pandemia COVID-19 es una de las mayores crisis humanas y de salud en más de un siglo. Esta enfermedad, ocasionada por el virus SARS-CoV-2, inició en la ciudad de Wuhan, provincia de Hubei, China, en diciembre de 2019, y después de más de un año seguimos luchando por manejar la enfermedad y mitigar sus impactos sociales, económicos, políticos, educativos y científicos. En este sentido, aun cuando la severidad de los impactos de la presente pandemia varía de un país a otro, de forma general aumentó la pobreza, la desigualdad y se puso en riesgo la seguridad alimentaria global. Las restricciones de movilidad a nivel mundial ocasionaron el retraso o la disminución de las cosechas, especialmente en granjas locales, debido a que industrias de alimentos pausaron sus actividades y los cierres fronterizos limitaron la importación de agro-insumos y la exportación de alimentos. Por otro lado, la disminución o pérdida de ingresos económicos en las familias y el aumento en los costos de los alimentos limitó el acceso a los mismos (^{FAO, 2020}).

Sin embargo, la enfermedad COVID-19 no es nuestro único problema en la actualidad, ya que antes de su aparición luchábamos con el mayor reto de la humanidad en el siglo XXI: el impacto antropogénico global, i.e. cambio climático, degradación de suelos y de ecosistemas, alteración de los ciclos biogeoquímicos, sobreexplotación de los recursos naturales, contaminación del aire y el agua, proliferación de especies invasivas y pérdida de la biodiversidad, entre otros. Estos retos se han generado y agravado por las actividades humanas, ocasionando la degradación de los ecosistemas y agro-ecosistemas (disminución de áreas fértiles para la agricultura). Por otro lado, el incremento de las interacciones humanas con el reino animal, a través de la alteración de sus hábitats naturales por la expansión agrícola, ganadera y urbana, incrementa también la incidencia y severidad de las pandemias. Lo anterior hace evidente la interconexión de las problemáticas ambientales con la incidencia de enfermedades zoonóticas (^{Lal, 2020}). Por lo tanto, es por esta interconexión que los efectos de la enfermedad COVID-19, las medidas sanitarias y los cierres de emergencia para prevenir la dispersión y contagio viral, tuvieron consecuencias directas en el funcionamiento de los sistemas alimentarios.

Con el objetivo de mitigar los efectos negativos causados por la presente pandemia, es necesario contrarrestar estas problemáticas desde un enfoque multidisciplinario, que integre la comprensión de las ciencias de la salud humana, animal y ambiental. Además, es necesaria la creación de acciones y estrategias que contribuyan al combate de la pandemia de COVID-19 y la mitigación de sus efectos negativos sobre la seguridad alimentaria y la soberanía nacional. Existen proyecciones que sugieren un incremento drástico en la demanda y los precios de algunos alimentos posterior a la pandemia y, en consecuencia, la sobreexplotación de los agro-ecosistemas, lo cual conducirá a mayores costos económicos, ambientales y a la salud para el sector agrícola (^{HLPE, 2020}; ^{OECD, 2020}). En este contexto, diversas instituciones y laboratorios en el mundo han fortalecido sus proyectos de investigación enfocados al desarrollo de alternativas agro-biotecnológicas sostenibles para contribuir a la seguridad alimentaria actual y futura, y así mitigar las afectaciones de la actual pandemia y otras potenciales ante los impactos negativos globales de ambiente. Entre las diversas estrategias estudiadas destacan el manejo sostenible del suelo, nuevas variedades genéticas de cultivos, uso eficiente de agro-insumos y el uso del recurso microbiano para la elaboración de biofertilizantes y bioplaguicidas.

Los microorganismos que tienen la capacidad de interactuar con los cultivos agrícolas, regulando su crecimiento y productividad, a través de su tolerancia al estrés abiótico y biótico, la mejora de la nutrición vegetal, y el antagonismo de fitopatógenos, se denominan promotores del crecimiento vegetal (MPCV) (^{de los Santos-Villalobos et al., 2018}; ^{Valenzuela-Ruiz et al., 2018}; ^{Díaz-Rodríguez et al., 2021}). Durante la presente pandemia, la producción de alimentos se ha visto amenazada debido a la limitada importación de agro-insumos, principalmente fertilizantes nitrogenados desde China, y debido al cierre de mercados internacionales. Así, se ha resaltado el uso de MPCV como una estrategia importante en la agricultura sostenible, ya que estos microorganismos tienen la capacidad de aumentar el rendimiento de los cultivos (~ 10-30%), con una menor dependencia de los agro-insumos y, por ende, reducir el costo económico y ambiental de la producción agrícola (^{Parewa et al., 2018}). Por lo tanto, la bioprospección de la microbiota presente en los agro-ecosistemas para la formulación de biofertilizantes y bioplaguicidas representa una alternativa sostenible para garantizar la seguridad alimentaria, incluso bajo los diversos escenarios previamente planteados de esta pandemia.

Los suelos, incluyendo los de uso agrícolas, son reservorios de todo tipo de microorganismos, entre ellos, potenciales patógenos para los humanos; por lo cual, el desequilibrio en la ecología microbiana en dicha matriz conduce a la emergencia de enfermedades (^{Mendes et al., 2013}). A esto se debe la importancia de la conservación del recurso edáfico y el empleo de microorganismos benéficos presentes en el suelo para mantener la homeostasis y resiliencia del mismo, minimizando la probabilidad de emergencia de patógenos en humanos. Por otro lado, debido al surgimiento de problemáticas mundiales de origen biológico, la inseguridad alimentaria y el descubrimiento continuo de nuevas especies o subespecies microbianas, actualmente se tiene la necesidad de estudiar los microorganismos a todos los niveles, incluyendo su bioprospección como fuente de metabolitos con actividad anti-SARS-CoV-2. Tal es el caso de la ivermectina derivada de la bacteria Streptomyces avermitilis, la cual se reportó como un inhibidor de la replicación de este tipo de virus in vitro (^{Abdelmohsen et al., 2014}; ^{Caly et al., 2020}). Posteriores trabajos indicaron que la probabilidad de éxito de ensayos clínicos con la dosis aprobada de ivermectina es baja, y que un tratamiento basado únicamente en ese medicamento no es lo ideal (^{Schmith et al., 2020}). Sin embargo, esto forma parte del progreso de investigación sobre nuevos tratamientos para la enfermedad de COVID-19. De esta manera, las acciones de los diversos equipos de investigación, en especial aquellos que cuentan con líneas de generación del conocimiento relacionadas a la biotecnología e identificación de microorganismos benéficos, así como sus metabolitos para la solución de estas problemáticas, son indispensables para contribuir a la generación de alternativas que mitiguen los impactos directos e indirectos de la presente pandemia. Al igual que todas las instituciones en el país y el mundo, el Nodo de Investigación LBRM-COLMENA experimentó cambios en la conducción de la investigación científica, como consecuencia de la pandemia de COVID-19. El objetivo de este trabajo es compartir las experiencias de nuestro equipo de trabajo durante la actual contingencia sanitaria, y las estrategias implementadas para continuar con los proyectos de investigación enfocados en la generación del conocimiento en diferentes disciplinas científicas.

Impacto COVID-19 en actividades del Nodo de Investigación LBRM-COLMENA

El Nodo de Investigación Laboratorio de Biotecnología del Recurso Microbiano-Colección de Microorganismos Edáficos y Endófitos Nativos (LBRM-COLMENA), del Instituto Tecnológico de Sonora, está enfocado en el estudio de la microbiota nativa a nivel ecológico, fisiológico, metabólico y genómico, y sus interacciones con los principales cultivos agrícolas en México, preservando este recurso agro-biotecnológico ex situ (Figura 1). La meta de este Nodo de Investigación es el desarrollo de alternativas agro-biotecnológicas sostenibles -basadas en el uso de microorganismos nativos- para incrementar la competitividad agrícola de la región noroeste y de México, disminuyendo la degradación microbiana de los suelos agrícolas, bajo condiciones edafo-climáticas actuales y en perspectivas al cambio climático (https://www.itson.mx/lbrm y https://www.itson.mx/colmena) (^{de los Santos-Villalobos et al., 2018}).

Figura 1 Líneas de investigación desarrolladas en el Nodo de Investigación LBRM-COLMENA enfocadas a contribuir a la seguridad alimentaria 

Los proyectos de investigación desarrollados en el Nodo de Investigación LBRM-COLMENA se basan en la estrecha colaboración con instituciones a nivel nacional e internacional, generando vínculos entre la ciencia básica y la ciencia aplicada. Sin embargo, la presente pandemia de COVID-19 modificó los lineamientos y normativas en todos los sectores, incluyendo las instituciones educativas, sectores cooperantes y redes científicas, debido a las recomendaciones de distanciamiento social y confinamiento. Esto hizo evidente la fragilidad de los sistemas actuales de generación del conocimiento, que se sostenían casi únicamente de nuestra presencia en oficinas, laboratorios, centros educativos y de investigación, tanto del sector privado y público. Además, todos los acuerdos importantes, congresos, simposios, cursos y seminarios eran presenciales, lo cual tuvo que cambiar para adaptarnos a la nueva realidad. De esta manera, algunos proyectos, actividades y servicios ofrecidos por LBRM-COLMENA fueron afectados negativamente por la pandemia (Figura 2). Por ejemplo, la producción de inoculantes microbianos (biofertilizantes y bioplaguicidas) y otros servicios para el sector agrícola se detuvieron totalmente desde marzo de 2020.

Figura 2 Impacto negativo de la pandemia COVID-19 sobre los proyectos y actividades del Nodo de Investigación LBRM-COLMENA. El 100% indica el mayor impacto 

Impacto COVID-19 en el recurso humano del Nodo de Investigación LBRM-COLMENA

LBRM-COLMENA está integrado por estudiantes de estancia (11), licenciatura (13), maestría (nueve), y doctorado (tres), de los cuales el 62% son mujeres (tres madres de familia) y 38% hombres (cuatro padres de familia). Además, dichos miembros son originarios de diferentes ciudades de Sonora, Sinaloa, Baja California y Durango, principalmente. Una de las primeras estrategias para reducir el contagio y dispersión de la presente pandemia fue reducir la movilidad de estudiantes y permanecer en casa. Esta acción, importante para los fines planteados, impactó considerablemente el componente familiar, ya que la escuela en modalidad virtual/ remota de uno o varios miembros de las familias condujo a una separación no tan clara de las funciones. Esto condujo a algunos estudiantes a atender tanto las obligaciones profesionales, como las relacionadas con la gestión del hogar y las tareas escolares de ellos y los dependientes, lo cual eliminó un horario estándar laboral y generó diversas complicaciones. Lo anterior generó un entorno de mayor carga mental e incertidumbre con consecuencias psicológicas y, en ocasiones, atravesando la enfermedad de manera personal o de algún familiar. En este sentido, los integrantes del equipo de trabajo que realizaban sus tesis de grado experimentaron la presión por no avanzar con sus proyectos de investigación mientras que el tiempo de beca avanzaba, temiendo no terminar sus estudios en tiempo y forma.

Por otra parte, los miembros de LBRM- COLMENA debieron adaptarse a la modalidad remota para continuar con sus labores, con todo lo que eso implica: la cancelación de cursos de entrenamiento, la modificación de sus contenidos para impartirse a distancia y, en general, los planes académicos-científicos tuvieron adecuaciones como nunca antes. Además, las mediciones y las colectas de datos en el campo, y algunos experimentos en el laboratorio debieron continuar de una u otra forma, aunque con dificultades, siguiendo las medidas adecuadas de seguridad e higiene, siempre teniendo como prioridad la salud de los involucrados. Lo anterior, debido a la necesidad de obtener resultados para cumplir los objetivos planteados antes y/o durante la pandemia, ya que en algunos casos los proyectos y las becas no tuvieron ampliación. Sin embargo, este no fue el caso para los encuentros y los proyectos de nuestro equipo de trabajo que involucraron colaboraciones a nivel internacional, debido a las diferencias geopolíticas y económicas.

Impacto COVID-19 en la productividad de LBRM-COLMENA

La contingencia ha demostrado la resiliencia de los equipos de trabajo colaborativo, destacando algunos aspectos positivos por el cierre de emergencia de las instituciones. Por ejemplo, el incremento de la productividad científica, ya que el total de horas de trabajo disminuyó en las instituciones generando mayor tiempo para el análisis de datos previamente obtenidos y la escritura de los manuscritos respectivos (^{Myers et al., 2020}). En este sentido, en nuestro equipo de trabajo, al igual que muchos otros a nivel nacional e internacional, se aprovechó el periodo de contingencia y la permanencia en casa para el análisis de datos, escritura de artículos científicos, tesis de grado y proyectos. Sin embargo, debemos ser conscientes que dicha productividad es un reflejo de años previos de trabajo (pre-pandemia); por lo tanto, la consecuencia de la pandemia sobre la investigación científica se observará en los siguientes años post-pandemia, cuando no exista suficiente información o datos por publicar debido al limitado acceso a las instituciones académicas y la disminución de presupuestos.

En este sentido, una encuesta conducida entre mayo y junio del 2020 por ^{Rijis y Fenter (2020)}, y respondida por un total de 25,307 personas entre profesionales de la salud, estudiantes de doctorado e investigadores de 152 países, indicó que el 70% de los investigadores pudieron continuar con la mayoría de sus actividades, el 20% señaló que sus actividades profesionales cambiaron por completo y el resto considera que sus labores en el trabajo no se afectaron por la pandemia. Por otro lado, el 74% reportó que su actividad más común durante este periodo fue la escritura de artículos científicos para su publicación, mientras que el 57% continuaron con investigaciones. Además, dicho estudio destacó la existencia de diferencias percibidas por las personas sobre la capacidad de sus organizaciones y países para el trabajo vía remota, o tomaban en cuenta los consejos de la comunidad científica en la toma de decisiones; por ejemplo, en Nueva Zelanda, el 75% considera que su institución estaba preparada de manera adecuada para el trabajo a distancia, mientras que en Brasil solamente el 36% de los encuestados consideraron lo mismo de su organización; en Estados Unidos el 66% no pensaba que los políticos han tomado en cuenta los consejos basados en evidencia científica, el 42% en México opina lo mismo, y en China, en contraste, solamente el 14% piensa de esa manera.

En nuestro equipo de trabajo la productividad y la comunicación entre los miembros se consolidaron a través de los seminarios vía remota. De esta manera, se reforzaron las colaboraciones con otros equipos de trabajo de diferentes instituciones y países, logrando fortalecer y formar más redes de investigación, y obtener una mejor retroalimentación de los resultados de los proyectos. En este sentido, a pesar de la suspensión de estancias y congresos académicos, se logró generar y atender capacitaciones, talleres y congresos que se trasladaron a plataformas virtuales, lo cual permitió su difusión a un mayor número de participantes y que el material estuviera disponible electrónicamente. Sólo por mencionar un ejemplo, durante cada verano, el LBRM-COLMENA abre sus puertas a estudiantes de diferentes estados y países para realizar estancias científicas (Figura 3). A pesar de las complicaciones por la pandemia, se aceptaron estudiantes este verano 2020 para entrar al laboratorio en modalidad remota. Los estudiantes se involucraron en proyectos relacionados a la bioinformática, donde se les capacitó en técnicas de secuenciación y la correcta afiliación taxonómica de diferentes microorganismos de interés agronómico (agentes de control biológico y promotores de crecimiento vegetal). Así, debido a la presente pandemia fue determinante garantizar la educación y proyectos en los laboratorios y campos experimentales (con mayor complejidad) a distancia; por lo tanto, los líderes de equipos de investigación fueron creativos y desarrollaron cursos para simular experiencias de investigación a estos niveles para fortalecer habilidades y la solución de problemas.

Figura 3 Equipo de trabajo del Nodo de Investigación LBRM-COLMENA, Sonora, México. 

Conclusiones

La enfermedad de COVID-19 ha tenido un impacto global y se estima que podría no ser la última pandemia en causar estragos de las magnitudes observadas. Los gobiernos deben invertir en todas las áreas del conocimiento con enfoques colaborativos, dinámicos y transdisciplinarios entre los diferentes sectores de la sociedad para tomar decisiones informadas; mientras que la sociedad (y el sector académico-científico no es la excepción) debe ser resiliente a la presente pandemia y sus impactos. Por lo anterior, resulta necesario:

Por último, un aspecto a considerar para prevenir futuras pandemias y sus impactos negativos es asegurar la integridad biológica de nuestro planeta para las presentes y futuras generaciones. Esto significa que los gobiernos de cada país y cada uno de nosotros debemos trabajar en conjunto a través de diversas disciplinas y sectores de la sociedad, no sólo para monitorear, prevenir y reducir la aparición de enfermedades zoonóticas, sino también para priorizar la conservación de los ecosistemas, incluidos los agro-ecosistemas, ya que éstos proporcionan una estructura fundamental para la vida y la salud.