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Los secretos de las ciencias para
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Feria de ciencias: dos experimentos de microbiología para niños (1)

Caso típico: niños que llegan a casa con el anuncio de que tienen que pergeñar un proyecto para una feria de ciencias del colegio. Padres horrorizados que se lanzan a suplicar la intercesión de San Google. Y de ahí salen los grandes clásicos: el volcán de bicarbonato y vinagre, el huevo blando, los papelitos de pH, experimentos con globos, cristalización, agua que se calienta, se enfría o se desala, demostraciones variadas de los usos de la electricidad…

Placas con microbios sembrados de muestras ambientales. Imagen de J. Y.

Placas con microbios sembrados de muestras ambientales. Imagen de J. Y.

Es cierto que rebuscando un poco se pueden encontrar otros proyectos más originales y no tan trillados. Pero con el fin de ampliar un poco el repertorio de dádivas de San Google, y por si a alguien le sirven, hoy y mañana (puede que pasado mañana) voy a contar aquí los experimentos microbiológicos que hemos hecho con mis hijos de 8 y 10 años.

Son proyectos sencillos, bonitos, didácticos y, sobre todo, son experimentos reales, en los que el resultado no es del todo previsible: no solo son versiones básicas de trabajos que se llevan a cabo en los laboratorios de los mayores, sino que los niños tendrán la ocasión de investigar algo que nadie antes ha hecho jamás (dado que nadie ha tomado muestras en su casa de ustedes). Es decir, ciencia de verdad, en talla XS. Es cierto que requieren un gasto; pero como siempre digo, mucho menos que una equipación de fútbol. Es una cuestión de prioridades y cada uno tenemos las nuestras, así que allá cada cual.

El primer experimento lo hemos titulado:

EL ZOO DE LOS MICROBIOS

Un dato para los pequeños que también sorprende a los mayores: un estudio publicado este año estima en un billón (un millón de millones) el número de especies microbianas en la Tierra. Teniendo en cuenta las que ya conocemos, esto significa que el 99,999% de ellas son aún desconocidas, y que la inmensa mayoría lo serán siempre. Los microbios son un campo de plena actualidad; la Casa Blanca acaba de lanzar una iniciativa de catalogación de microbiomas que reunirá 500 millones de dólares de distintas fuentes.

Ya expliqué aquí que, frente a esa idea clásica de que los humanos somos como una suerte de presidentes del consejo de administracion de los seres terrícolas, en realidad somos el último mono (nunca mejor dicho). Las últimas versiones de la taxonomía de la vida terrestre nos sitúan a todos los animales (junto con los hongos) en la minúscula ramita de los opistocontos, que les costará encontrar en esta versión actualizada del árbol de la vida (pista: esquina inferior derecha). La inmensa mayoría del ramaje de este árbol corresponde a bacterias y arqueas (antes llamadas arqueobacterias). Y la cosa no para ahí: es probable que andando el tiempo nos convirtamos en una pequeña verruga del grupo de las arqueas, ya que descendemos de ellas.

El árbol de la vida. Imagen de Hug et al, 2016.

El árbol de la vida. Imagen de Hug et al, 2016.

Esta introducción tiene como objetivo situar a las especies, nosotros y los microbios, en el contexto de lo que realmente representamos en este planeta. ¿Y dónde están todos esos microbios? En todas partes: alrededor de nosotros, encima de nosotros y dentro de nosotros. Pero no hay que asustarse: la mayoría de los que conviven con nosotros son inofensivos o beneficiosos, y de hecho a un microbioma sano le debemos nuestra propia salud. En este experimento vamos a descubrir la diversidad microbiana que nos rodea y que habita también en nosotros.

Materiales:

Placas de LB agar. El LB es un medio clásico para cultivar bacterias en el laboratorio. Obviamente solo permite el crecimiento de unas cuantas especies, pero es suficiente para admirar la biodiversidad de los microbios. Se compone de triptona, extracto de levadura y sal. El agar, una especie de gelatina vegetal extraída de las algas, se añade como agente gelificante para dar un soporte sólido. Las placas petri estériles de LB agar pueden comprarse por internet, por ejemplo aquí en eBay. Tardan una semana larga en llegar y salen a un par de euros la placa (en lotes de 10). Una vez que las reciban, consérvenlas en la nevera y protegidas de la luz (vienen envueltas en papel de aluminio) hasta que las vayan a utilizar.

Bastoncillos de algodón estériles. En este experimento necesitamos esterilidad para asegurarnos de que las bacterias y hongos que van a crecer en las placas proceden de las muestras que hemos tomado, y no de contaminaciones. Las placas de eBay que he mencionado arriba vienen con bastoncillos estériles, uno por cada placa.

Suero fisiológico estéril. Se vende en las farmacias en viales de plástico monodosis.

Horno casero. Las placas se incubarán a 37 ºC, la temperatura fisiológica. Mi horno es antiguo, no tiene un display digital y las marcas de los mandos de control se borraron hace décadas. Aun así, logramos calibrarlo fácilmente a 37 ºC con bastante exactitud y un poco de paciencia. Metan dentro un vaso de agua con un termómetro y vayan subiendo o bajando la rueda hasta que obtengan una temperatura entre los 35 y los 38 ºC; mejor quedarse un poco corto.

Toma de muestra de la tecla A de un ordenador. Imagen de J. Y.

Toma de muestra de la tecla A de un ordenador. Imagen de J. Y.

Una vez que tenemos los materiales, se trata de elegir los lugares que vamos a muestrear para sembrar sus microbios en las placas y observar qué crece. Nosotros elegimos esta lista de muestreos: corporales (nariz, boca, heces), ambiente casero (tabla de cortar alimentos, suelo, teclado de ordenador, tablet, pomo de puerta, váter, yogur) y ambiente exterior (un estanque). Pero la imaginación es libre, y hagan lo que hagan será algo nuevo: los microbiólogos han tomado muestras de los ambientes de otras personas, pero no del de ustedes. Si les apetece, prueben a experimentar: estornudar o toser en una placa, lavarse las manos y luego poner los dedos sobre el agar…

Ahora toca tomar las muestras. Para los lugares húmedos, como la boca, bastará con chupar bien el bastoncillo. Cuando se trata de lugares secos, como el suelo o la tablet, la técnica consiste en humedecer el bastoncillo con suero estéril y repasarlo con fuerza sobre un pequeño pedazo de superficie, como un cuadrado de unos centímetros de lado. Es importante girar el bastoncillo mientras se toma la muestra para que toda su superficie se impregne de microbios. Y una vez recogida la muestra, escurran el bastoncillo contra la superficie para eliminar la humedad sobrante y no inundar las placas.

La parte escatológica: nosotros tomamos una muestra de heces para que los niños aprendan en qué consiste lo que echamos fuera; sobre todo, bacterias. Para no sembrar directamente las heces, lo que no solo sería bastante repugnante sino que además contendría una población demasiado abundante, lo que hicimos fue diluir: hundir la punta de un palillo en la muestra y luego agitarla en un poquito de suero para liberar su población microbiana. No es necesario un palillo estéril. Después, remojen el bastoncillo en el suero con las bacterias resuspendidas, y a sembrar.

Siembra de una placa. Imagen de J. Y.

Siembra de una placa. Imagen de J. Y.

Para sembrar las placas, háganlo de la siguiente manera (incluyo foto). La placa se abre ligeramente con una mano, sin quitar del todo la tapa, y con la otra mano se hace un zigzag con el bastoncillo cubriendo toda la superficie del agar. Asegúrense también de girar el bastoncillo mientras hacen la siembra, y procuren no hablar o respirar sobre la placa mientras la mantienen abierta. Marquen cada placa escribiendo con un rotulador permanente de dónde procede la muestra. Las placas se marcan en la base (no en la tapa), con letras pequeñas y pegadas al borde circular para que no impidan visualizar las colonias.

Ahora, a incubar. Las placas se incuban en el horno a 37 ºC y boca abajo, con la marca hacia arriba. De otro modo, la condensación de humedad en la tapa podría dispersar los microbios si las gotas cayeran sobre el agar.

Después de la primera noche de incubación, verán que sus colonias empiezan a crecer: blancas, amarillas, anaranjadas, brillantes, redondas, irregulares, con un diminuto cráter en el centro… Aunque en este experimento es imposible identificar las especies, descubrirán colonias de diferentes formas y colores, correspondientes a distintos tipos de bacterias y levaduras. Los mohos, sobre todo verdes y blancos, tardarán unos días más.

Idealmente cada colonia procede de un solo microbio, aunque este experimento no pretende ser cuantitativo. Aun así, los resultados les darán una idea de dónde hay mayores poblaciones de microbios. En nuestro caso, la nariz y la tabla de cortar ganaron a todas las demás muestras. Probablemente comprobarán, como en nuestro caso, que una tablet o el teclado de un ordenador tienen una población microbiana mucho más abundante que el interior de la taza de un váter limpio. En cuanto a la mayor diversidad, juzgando solo por el aspecto y el color de las colonias, la obtuvimos del teclado del ordenador.

Incubación de placas en el horno calibrado a 37 ºC. Imagen de J. Y.

Incubación de placas en el horno calibrado a 37 ºC. Imagen de J. Y.

Y por último, a anotar las conclusiones: dónde hay más microbios o menos, dónde los hay de más tipos distintos, qué colores y formas tienen las colonias… Acompañen la presentación con fotos y dibujos. Seguro que los resultados les sorprenderán. Por ejemplo, si el experimento ha salido bien, descubrirán que en la muestra de yogur no ha crecido nada, a pesar del hecho conocido de que este alimento está formado sobre todo por bacterias. El motivo es que las bacterias del yogur no crecen bien en LB; crecen mejor sin aire, pero sobre todo necesitan otros nutrientes y un medio más ácido.

Pueden incubar las placas durante varios días, incluso a temperatura ambiente fuera del horno. Hay una norma: los niños no abren las placas. En el LB no suele crecer nada peligroso, pero la precaución no está de más. Si observan condensación en las tapas, pueden abrir las placas y retirar el agua con una servilleta de papel, pero es mejor que esto lo hagan los mayores. Para llevar las placas al colegio, séllenlas por los bordes con papel celo para que no puedan abrirse.

Podrán contarles a los niños que experimentos como este se realizan en los laboratorios de los mayores para muestrear la presencia de microbios, por ejemplo en los hospitales, y para descubrir nuevas especies. Naturalmente en estos trabajos de campo las muestras se recogen con más rigor y se hacen análisis genómicos para identificar las especies, ya que la gran mayoría de las bacterias no son cultivables, mientras que otras requieren medios más complejos y sofisticados que el LB. Pero el experimento les abrirá los ojos a la existencia de un mundo microbiano que está en todas partes y que antes no podían ni imaginar.

Mañana, el segundo experimento.

Algunos de los resultados. De izquierda a derecha y de arriba abajo, placas sembradas con muestras de nariz, boca, teclado de ordenador, tabla de cortar, suelo y estanque. Imagen de J. Y.

Algunos de los resultados. De izquierda a derecha y de arriba abajo, placas sembradas con muestras de nariz, boca, teclado de ordenador, tabla de cortar, suelo y estanque. Imagen de J. Y.

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