Por Natalia Quiero Sanz
Observar el entorno. Identificar un problema. Formular una pregunta para resolver. Plantear una hipótesis como respuesta tentativa. Experimentar para ponerla a prueba. Analizar los datos para verificarla y responder la pregunta. O no.
En la ciencia, el deseo de saber más siempre impulsa la búsqueda del conocimiento. Sin embargo, los procesos y resultados no siempre son los esperados, y a veces ni siquiera está claro cómo deberían ser.
Podría parecer un escenario negativo y desalentador, como si los esfuerzos y el tiempo se hubieran perdido, como si hubiera que empezar de cero, como si alguien hubiera fallado, como si la ciencia hubiera fracasado. Pero no. Así es la ciencia. Cada punto al que se llega tiene valor y debe servir como impulso, incluso cuando el resultado es inesperado. Desde evidenciar una falencia en el planteamiento o el procedimiento hasta revelar una incógnita impensada que abre nuevas preguntas e ideas.
La ciencia es, en esencia, una dinámica de ensayo y error, un juego en el que siempre se gana, incluso si una partida se pierde. Así lo saben de primera mano los científicos del COPAS, cuyas ideas e investigaciones se enfrentan constantemente a la naturaleza, siempre sorprendente y, muchas veces, impredecible. Sus estudios los llevan a enfrentar pruebas y errores, a desafiar lo evidente, a intentarlo una y otra vez hasta lograrlo. Ejemplos de ello hay de sobra, pero basta con unos pocos para comprender que esta dinámica es la esencia misma de la ciencia.
De la curiosidad a la investigación
La observación de un fenómeno natural despertó la curiosidad y llevó a formular una interrogante que, en un principio, se exploró sin grandes expectativas. Sin embargo, su respuesta abrió la puerta a un mundo desconocido, cuyas claves podrían ser especialmente trascendentales en el contexto del cambio global.
Estudiar el papel biogeoquímico de las precipitaciones en la productividad de las aguas costeras de Chile central y la Patagonia es el objetivo principal de un proyecto Fondecyt, liderado por la directora del COPAS, Camila Fernández, junto a la investigadora Valentina Valdés. Específicamente, el estudio busca evaluar cómo los nutrientes y el microbioma asociado a la lluvia pueden influir en procesos clave como la fijación de carbono y los flujos de nitrógeno, con implicancias aún mayores ante eventos extremos como los ríos atmosféricos (RA), fenómeno del que surgió este trabajo.
En 2022, durante una campaña de observación de RA, surgió la inquietud de analizar el impacto de las lluvias intensas en los ecosistemas costeros y marinos. “En el momento no teníamos certezas, pero sí muchas preguntas. Al analizar las primeras muestras de agua de lluvia y observar altos niveles de amonio y actividad microbiana inesperada sentimos la emoción de descubrir algo nuevo. Esas sorpresas iniciales nos llevaron a plantearnos preguntas más profundas y a Camila Fernández a visualizar un proyecto más amplio que pudiera responderlas”, relata Valentina.
Los experimentos y resultados preliminares revelaron hallazgos significativos. “La lluvia tiene un alto potencial fertilizador debido a los elevados niveles de amonio que transporta, lo cual puede estimular la productividad primaria en aguas superficiales”, explica Valentina.Además, en cultivos microbianos de agua de lluvia se observó una comunidad activa de picoeucariotas. “Documentamos un fuerte proceso de mezcla en el agua de la bahía durante el paso de un RA, seguido por una marcada estratificación debido al ingreso de agua dulce, no sólo por la lluvia, también por pequeños aportes desde tierra”, agrega.
Así se sentaron las bases de un proyecto que inició su ejecución en 2024. La investigación combina observaciones de campo, análisis en laboratorio para caracterizar las propiedades químicas y biológicas de la lluvia, y experimentos controlados en mesocosmos —pequeños ecosistemas cerrados— que permitirán simular de manera controlada las condiciones oceánicas y evaluar el efecto de la lluvia sobre la productividad primaria y los ciclos de nutrientes.
Los resultados podrían generar evidencias clave para comprender y abordar esta problemática, por ejemplo, mediante el desarrollo de modelos predictivos. Para Valentina, este estudio es crucial en el contexto del cambio climático y la dinámica de los ecosistemas marinos costeros, ya que fenómenos como los RA y las lluvias intensas están aumentando en frecuencia e intensidad, con impactos tanto locales como globales.
Intentar hasta lograrlo
El efecto priming, que busca potenciar la degradación de materia orgánica difícil de descomponer mediante la adición de compuestos más fácilmente degradables, como azúcares y aminoácidos, es un fenómeno que Cristóbal Castillo está experimentando con éxito. Sin embargo, antes de alcanzar resultados prometedores, tuvo que superar múltiples intentos fallidos en un estudio diseñado para llenar vacíos de información y abordar problemáticas como la contaminación en ambientes marinos.
“El efecto priming se ha estudiado en suelos desde 1920, pero en el ambiente marino sigue siendo prácticamente desconocido”, señala el investigador doctoral del COPAS, quien desarrolla su trabajo en el marco de un proyecto Fondecyt liderado por Silvio Pantoja. “Existe toda una línea de investigación sobre la remoción de petróleo en suelos contaminados. A partir de esa base, quisimos explorar si era posible degradar contaminantes orgánicos asociados al petróleo en sedimentos marinos”.
Llegar al efecto deseado no fue tarea fácil. Navegar lo desconocido y degradar sustancias como el petróleo resultó tan desafiante como entender el propio mecanismo del efecto priming en el océano.
Ha sido un estudio bastante complejo. De partida, son experimentos de incubación, lo que implicó mucho ensayo y error”, comenta Cristóbal. “Hicimos cerca de seis experimentos. Probamos con distintos sustratos lábiles y, al principio, nada funcionaba. Cuando logramos setear los parámetros, dos de ellos dieron buenos resultados. Incluso en ambientes distintos»
En ese proceso, uno de los mayores obstáculos fue la selección del sustrato adecuado. “Primero pensamos en la glucosa, porque proporciona energía fácilmente disponible para los microorganismos, pero en los primeros experimentos nos quedaba prácticamente como una mermelada, y no crecía nada”, recuerda. Luego de varias pruebas infructuosas, volvieron a la literatura sobre el efecto priming en suelos para ajustar la metodología y aplicarla al sedimento marino.
¿Se cometieron errores imperdonables? ¿Se planteó una meta inalcanzable? No hay espacio para verlo así. “Los primeros experimentos no funcionaron porque el efecto priming es más complejo de lo que imaginábamos”, explica Cristóbal. “A nivel experimental, tratamos de simplificar las variables que observamos en la naturaleza, pero la naturaleza no es simple: las concentraciones de nutrientes varían, la luz y las corrientes marinas influyen, y no siempre es posible controlar todos los factores en un experimento”.
Nada se pierde, todo se transforma (y sirve)
La imposibilidad de tener un control absoluto sobre la naturaleza hace que, en trabajos de terreno, los planes rara vez se ejecuten exactamente como se diseñaron. Siempre hay factores imprevistos que pueden interferir en el proceso o en los resultados: una población de especies no considerada, vientos demasiado veloces, olas intensas o una lluvia inesperada.
Esto último fue precisamente lo que sorprendió—y luego transformó—la investigación de Iván Hinojosa. Su objetivo inicial era estudiar los efectos biológicos del eclipse solar total que ocurrió en la Región de La Araucanía en 2020, analizando los cambios en la dinámica entre el día y la noche que este fenómeno generaría durante unos breves minutos.
Investigador asociado a la línea 4, Hinojosa se ha dedicado a la ecología submareal y al estudio del paisaje sonoro submarino, combinando su trabajo con el buceo. “En experimentos en Rapa Nui, buceando de día y de noche en los mismos sitios, nos dimos cuenta de que en la noche aparece una cantidad de invertebrados tres veces superior a la del día, y que hay un recambio constante de especies de peces entre ambos periodos”, relata.
El eclipse representaba una oportunidad única para explorar más a fondo estas dinámicas y entender mejor la biodiversidad en condiciones de cambio abrupto de luz. Por ello, Hinojosa eligió un sitio alejado de la intervención humana: el Lago Tinquilco, a los pies del Parque Nacional Huerquehue y cerca del Lago Caburgua. Allí, llevó su equipo e instrumentos, incluyendo hidrófonos para grabaciones submarinas y dispositivos para registrar el entorno sonoro fuera del agua. Durante cinco días, antes, durante y después del eclipse, recolectaría datos con la esperanza de identificar cambios en la actividad biológica.
Pero la naturaleza tenía otros planes. “El experimento no funcionó. Ese día, el cielo estaba completamente cubierto, la oscuridad era total y las lluvias intensas generaron un ruido que impidió identificar patrones evidentes”, explica Hinojosa. Además, la lluvia dañó parte del equipo de grabación en superficie.
Los imprevistos obligaron a replantear la investigación. Aprendieron lecciones clave para futuras expediciones, como la necesidad de contar con medidas de resguardo ante condiciones climáticas adversas. Sin embargo, lejos de considerar el estudio como un fracaso, Hinojosa transformó los datos recopilados en una nueva oportunidad. Las grabaciones obtenidas sirvieron de base para otra investigación, la que dió lugar al seminario de título de Ingrid Sempértegui Alvear, «Monitoreo acústico pasivo como potencial herramienta para evaluar diversidad en lagos norpatagónicos de Chile», con el que pudo optar al título de Bióloga Ambiental de la Universidad de Chile. Demostrando que un resultado inesperado puede convertirse en un hallazgo valioso.
Porque en ciencia, nada se pierde. “Todos los actos que uno hace son de un aprendizaje absoluto”, afirma Iván, “por ejemplo, yo sabía que iba a llover ese día pero no tomé medidas necesarias, y eso ya lo aprendí”. Para él, la clave es aprovechar cada esfuerzo: “Siempre hay que pensar que se tiene algo y preguntarse para qué puede servir, así se generan nuevas ideas y trata de hacer investigación con lo que logramos y tenemos”.
Más allá de los experimentos y resultados: habilidades clave para avanzar en la ciencia
Las experiencias de estos tres investigadores, entre muchas otras que se repiten en la trayectoria de científicos del COPAS y del mundo entero, demuestran que avanzar en la ciencia y el conocimiento requiere mucho más que equipos, experimentos y resultados. Más allá de cualquier tecnología de vanguardia que facilite el trabajo, la ciencia la impulsan las personas, y su verdadero motor son las habilidades personales, integradas y potenciadas en el trabajo en equipo.
Los tres coinciden en que la ciencia es dinámica y que su primer impulso es la curiosidad, una cualidad innata en el ser humano. Sin embargo, también es un camino lleno de desafíos, donde se necesitan grandes dosis de tolerancia a la frustración, flexibilidad, adaptabilidad, creatividad, innovación, resiliencia y persistencia. Habilidades clave no solo para la ciencia, sino también para la vida.
Valentina resalta que en toda investigación y experimento existe un nivel de riesgo asociado e inconvenientes inevitables que pueden interferir con el proceso y resultados. Pueden ser desde errores de manipulación de materiales e incidentes que deterioren instrumental hasta la interferencia de aspectos logísticos o eventos naturales imprevistos/no considerados e hipótesis que se refutan.
Por eso, considera fundamental “tener una planificación cuidadosa, pero también la capacidad de ajustar estrategias en tiempo real para aprovechar al máximo los recursos y oportunidades que se presenten”.
Cristóbal, por su parte, subraya la importancia de manejar la incertidumbre: “Cuando planteas un experimento, tienes una idea de hacia dónde deberían ir los resultados, pero no puedes cerrarte a que está mal si no obtienes lo que esperabas. Hay que saber afrontar eso y resolver problemas sobre la marcha. Muchas veces, el sistema responde bajo condiciones diferentes a las previstas, porque no es una respuesta lineal. Si trabajas con microorganismos, por ejemplo, a veces se pierden cultivos o el material se degrada”, detalla.
Para Iván, el desarrollo de la ciencia es, sobre todo, una cuestión de actitud. “Lo esencial es mantener una actitud positiva. Si algo falla, no hay que rendirse ni irse a la casa frustrado, sino pensar en qué se puede hacer con lo que se tiene y qué nuevas oportunidades aparecen”, reflexiona.
Esa mentalidad es la que busca transmitir a quienes forma y con quienes trabaja. Y es también lo que motiva a muchos otros investigadores. Para él, la ciencia es una mezcla perfecta entre juego y seriedad: “Es lo suficientemente seria como para exigir rigor, pero también lo suficientemente lúdica como para no amargarse cuando las cosas no salen como se planearon”.