Una evaluación exhaustiva de estos fenómenos es de suma importancia para comprender plenamente los impactos y consecuencias de los cambios ambientales sobre los diferentes niveles de organización biológica y prever y desarrollar acciones de conservación/gestión que mejoren la resiliencia de los ecosistemas.

En el marco del antiguo programa ANTERA del SCAR, los científicos han coincidido en la importancia de determinar cómo se han adaptado los organismos antárticos a las condiciones únicas de esta región y cómo podrían responder a los cambios ambientales. El conjunto de estas evaluaciones, desde el nivel individual hasta el de los ecosistemas, permite desarrollar un amplio debate ecológico sobre el estado medioambiental de la Antártica y su biósfera, especialmente en la península Antártica, donde esos cambios se producen a un ritmo más acelerado.

Una evaluación exhaustiva de estos fenómenos es de suma importancia para comprender plenamente los impactos y consecuencias de los cambios ambientales sobre los diferentes niveles de organización biológica y prever y desarrollar acciones de conservación/gestión que mejoren la resiliencia de los ecosistemas.

En el marco del antiguo programa ANTERA del SCAR, los científicos han coincidido en la importancia de determinar cómo se han adaptado los organismos antárticos a las condiciones únicas de esta región y cómo podrían responder a los cambios ambientales. El conjunto de estas evaluaciones, desde el nivel individual hasta el de los ecosistemas, permite desarrollar un amplio debate ecológico sobre el estado medioambiental de la Antártica y su biósfera, especialmente en la península Antártica, donde esos cambios se producen a un ritmo más acelerado.

Por ello, en todas partes es cada vez más necesaria la evaluación de las tendencias cambiantes bajo diferentes escenarios y de los impactos potenciales, para apoyar la toma de decisiones y la adopción de acuerdos globales basados en el conocimiento científico.

La Antártica juega aquí un rol clave. Su ubicación polar actúa como un motor del clima global y, al mismo tiempo, está teleconectada con otros regiones de la Tierra. Algunas de estas interacciones, verificadas en las últimas décadas, incluyen el aumento en las temperaturas del aire y del océano, cambios en los patrones de circulación atmosférica, variabilidad en la extensión del hielo marino, adelgazamiento del espesor y pérdida de varias plataformas de hielo, entre otros fenómenos.

En este contexto, el PROCIEN incluye un conjunto de proyectos que se enfocan en responder preguntas asociadas al estudio de la variabilidad climática en diferentes escalas temporales y espaciales, considerando la caracterización de los procesos y la variabilidad de la criósfera y las interacciones con los geosistemas terrestres, atmosféricos y oceánicos asociados. 

Estos proyectos se alinean y contribuyen a los objetivos de varios Programas de Investigación Científica implementados por el Comité Científico de Investigación Antártica (SCAR): Del mismo modo, algunos están conectados a los objetivos de los antiguos programas “Cambio climático antártico en el siglo XXI (AntClim21)”, “Dinámica de la capa de hielo antártica en el pasado (PAIS)” y “Respuesta de la tierra sólida e influencia en la evolución criosférica (SERCE).

En el área de la geología, uno de los proyectos que se llevarán a cabo en estos estudios buscará mejorar la comprensión de los procesos paleogeográficos de la porción inferior del Grupo Heritage en las montañas Ellsworth de la Antártica occidental, y al mismo tiempo estudiará las implicaciones para las reconstrucciones del antiguo supercontinente de Gondwana. En el ámbito de la paleontología, se relata la historia paleogeográfica, paleoambiental y paleoclimática de Gondwana y sus relaciones con Sudamérica, incluyendo la biota que vivió en el pasado en la Antártica. Además, uno de los proyectos consiste en comprender la dinámica de los incendios forestales que se produjeron en la Antártica durante el Cretácico.

Por ello, los proyectos de esta línea de investigación se centran en el estudio y la comprensión de las interacciones entre el medio terrestre y la criósfera. Estos proyectos buscan el conocimiento de los procesos que ocurren dentro y en las interfaces de los sistemas terrestres, oceánicos, criosféricos y atmosféricos del planeta. Este esfuerzo también integra proyectos en las disciplinas de física espacial y observación astronómica. En general, estos contribuyen a aclarar muchas cuestiones pendientes y a proporcionar conocimientos científicos con múltiples aplicaciones que contribuyen a muchas de las iniciativas de los Programas de Investigación Científica (SRP) y otros Grupos de Acción del Comité Científico de Investigación Antártica (SCAR).

Asimismo, algunos estudios buscan comprender los efectos moleculares o las respuestas a la contaminación (como las nanopartículas) en organismos marinos antárticos, contribuyendo al diseño de biomarcadores ante agresiones medioambientales. Estos pueden incluir propuestas de soluciones innovadoras para problemas como la sequía, la optimización de la energía o las batallas contra las bacterias multirresistentes o el cáncer. En algunos casos, descifrar el ADN de estos organismos, utilizando herramientas de secuenciación de alto rendimiento, es un factor clave para lograr estas soluciones. La realización de estudios a nivel molecular en la Antártica es coherente con las directrices chilenas que tratan de responder a necesidades específicas mediante la investigación aplicada.

En las últimas décadas, el Continente Blanco se ha convertido foco de interés para los investigadores que se interesan no sólo por el estudio de las adaptaciones de los organismos a las condiciones extremas de la Antártica, sino también por sus posibles aplicaciones útiles. La generación de patentes ayuda a proteger la investigación realizada con fondos públicos o privados, sin poner en peligro la puesta en común del conocimiento científico resultante. Por el contrario, esta información pasa a ser abierta y de libre acceso una vez generada. 

Un ejemplo de ello es el descubrimiento de “Antartina”, una nueva molécula anticancerígena extraída de la planta Deschampsia antarctica que ha demostrado su eficacia contra las células neoplásicas en cultivos que representan el cáncer colorrectal. Se espera que estas y otras moléculas descubiertas en el futuro puedan utilizarse en la lucha contra el cáncer. Por otra parte, se han aislado bacterias de esta misma planta y se ha descubierto que ayudan a optimizar el crecimiento de la planta, así como compuestos antioxidantes que se han descubierto en plantas y musgos antárticos.

Además, estos microorganismos pueden mejorar las capacidades de los cultivos intensivos para resistir el estrés salino. Estas bacterias también pueden mejorar la capacidad de gestión de la humedad de las plantas. Los hongos antárticos también pueden tener aplicaciones para controlar las plagas que afectan la producción de trigo.

Una tendencia biotecnológica ya observada en varios proyectos es la biosíntesis de nanopartículas por parte de las bacterias. Estas representan una alternativa para producir nanoestructuras con nuevas propiedades, que podrían utilizarse en paneles solares para la producción de “energía verde”. Estas nanopartículas procariotas se sintetizan con métodos más respetuosos con el medioambiente y producen residuos menos contaminantes.

Un proyecto iniciado en 2019 que trabaja en esta dirección consiste en la generación de pilas de combustible biológicas para producir electricidad por medios renovables y sostenibles. Estos descubrimientos pueden hacer de la Antártica un lugar donde se puedan encontrar soluciones similares. Entre ellas, se podrían combatir los efectos del calentamiento global mediante la optimización del uso del agua y el desarrollo de cultivos más resistentes a las nuevas condiciones climáticas, o la descarbonización mediante una mayor dependencia de la energía solar. 

Otros proyectos de esta línea de estudio consideran los antimicrobianos y, en particular, los antibióticos, que han sido un elemento central de la medicina moderna durante las últimas ocho décadas, siendo esenciales para mejorar la salud en todo el mundo. En los últimos sesenta años se han producido y distribuido millones de toneladas métricas de antibióticos en todo el mundo, aunque el uso, a menudo irracional, de los antibióticos ha provocado la evolución de cepas de bacterias resistentes a los medicamentos. 

Por otro lado, se cree que la ciencia antártica también puede afectar a actividades clave de la economía chilena, como la industria del vino. El proyecto “Desvelando la inexplorada diversidad de las levaduras antárticas y su potencial en la industria vitivinícola chilena”, liderado por Cristina Úbeda, tratará de resolver los problemas asociados a las bajas temperaturas en la fermentación de los vinos blancos, utilizando levaduras procedentes de la Antártica, que además pueden mejorar las características de sabor y aroma del vino. Los vinos producidos con estas levaduras serán analizados para determinar su composición aromática mediante cromatografía de gases combinada con espectrometría de masas, resistencia a la oxidación, capacidad antioxidante y fenoles totales. Además, se realizará un análisis sensorial para determinar si las diferencias entre los vinos son perceptibles por un panel de cata entrenado. De esta manera, se está poniendo la ciencia antártica al alcance de los ciudadanos de Chile, y para el desarrollo científico y tecnológico del país, apoyando actividades económicas clave como la agricultura y las energías renovables. Por último, un nuevo proyecto científico espera evaluar los compuestos naturales de los líquenes antárticos que pueden ser inhibidores de enfermedades neurodegenerativas.

Algunas preguntas clave relacionadas con la huella humana en la Antártica son: ¿cómo se observarán las consecuencias significativas de los impactos antropogénicos en el ecosistema?, ¿cómo afectarán y se adaptarán los seres humanos y los agentes patógenos a los entornos antárticos?, ¿cómo evolucionarán los mecanismos reguladores para hacer frente al ritmo creciente del turismo antártico?, ¿cómo afectarán las presiones externas y los cambios en las condiciones geopolíticas a la gobernanza y a la ciencia antártica?

El PROCIEN incluye proyectos centrados en la evaluación de la huella humana en la Antártica, mediante la detección y propagación de COP en la fauna y su influencia en la «bomba biológica», así como en la red trófica (desde el agua hasta el fitoplancton, el zooplancton y los depredadores superiores).

Asimismo, se están realizando nuevos esfuerzos para vigilar la presencia de plásticos en los ecosistemas marinos y terrestres, y para estimar la extensión, el origen y las repercusiones del carbono negro en la dinámica de la nieve y el hielo. Los elementos mencionados constituyen factores de estrés ambiental con distintos niveles de disipación y riesgo, cuyo impacto absoluto aún no se conoce bien, sobre todo ante los escenarios de cambio climático actuales y previstos.

La ciencia interdisciplinaria es necesaria y, en consecuencia, el PROCIEN ahora también forma parte de una nueva iniciativa de colaboración para desarrollar estrategias eficaces de gestión medioambiental con el fin de prever, mitigar y gestionar el cambio medioambiental, y asegurar la Antártica como reserva natural.

Ello amerita hacerse preguntas sencillas, pero profundas a la vez: ¿qué ha pasado?, ¿de qué somos herederos?, ¿qué nos es propio en la Antártica?, ¿cuál es nuestro sur?, ¿cómo podemos distinguir los cambios ambientales naturales de aquellos provocados por el hombre? y ¿cómo afectará este conocimiento a la gobernanza antártica?, ¿Cómo afectarán las presiones externas y los cambios en las configuraciones geopolíticas del poder a la gobernanza y la ciencia antártica?

Los estudios sociales sobre ciencia, tecnología y sociedad en el ámbito antártico, la incorporación de esos territorios al país y la construcción de imaginarios sociales en Chile; además de la comprensión de una resignificación de las ciudades puertas de entrada a la Antártica, son algunos de los temas que preocupan a los investigadores en esta línea del PROCIEN.