Un ingeniero químico holandés que llevaba una década dando clases en institutos sin poder investigar se instaló en el laboratorio de una fábrica de licores de Delft. Allí, en 1888, aisló la bacteria que vive dentro de las raíces de las leguminosas.

Un secreto que los campesinos explotaban sin saber por qué

Mucho antes de que nadie supiera qué era el nitrógeno, los agricultores ya habían aprendido a base de prueba y error que un campo agotado por años de cereal volvía a dar buenas cosechas si, de vez en cuando, se sembraban habas, lentejas o altramuces. Escritores agrónomos romanos como Columela y Virgilio ya recomendaban alternar cereales con leguminosas para "descansar" la tierra, una práctica que se repitió durante siglos en media Europa sin que nadie entendiera el mecanismo real. A mediados del siglo XIX, el químico agrícola francés Jean-Baptiste Boussingault empezó a sospechar, con experimentos de campo cuidadosamente pesados, que las leguminosas ganaban nitrógeno de alguna parte en lugar de agotarlo, pero ni él ni nadie más sabía explicar de dónde salía ese nitrógeno extra ni por qué solo ese grupo de plantas parecía beneficiarse. El misterio llevaba camino de convertirse en uno de los más persistentes de la agronomía europea.

De ingeniero químico a biólogo por vocación

Martinus Willem Beijerinck nació el 16 de marzo de 1851 en Ámsterdam, hijo de un comerciante de tabaco arruinado por la crisis económica de mediados de siglo. En 1872 se graduó como ingeniero químico en la Escuela Politécnica de Delft, un título pensado para llevarlo a la industria, pero su verdadera pasión era la botánica de campo, que cultivaba por su cuenta desde adolescente. En lugar de buscar trabajo como ingeniero, se matriculó en la Universidad de Leiden para estudiar biología, y el 14 de junio de 1877 se doctoró con una tesis sobre la morfología de las agallas vegetales, esas protuberancias que ciertos insectos provocan en hojas y tallos al depositar sus huevos. Esa combinación poco frecuente —la disciplina de un ingeniero químico y la paciencia de un naturalista de campo— acabaría siendo decisiva en todo lo que vino después.

Diez años de instituto y un salto a la fábrica

Durante casi una década, Beijerinck se ganó la vida como profesor de historia natural en institutos de enseñanza secundaria, primero en Warffum y después en Utrecht, robando horas libres para seguir investigando plantas y microorganismos sin apenas medios ni reconocimiento académico. La rutina de las aulas le resultaba, según sus propias cartas de la época, un obstáculo constante para la ciencia que quería hacer. El giro le llegó en 1885, cuando el industrial holandés Jacques van Marken, dueño de la Nederlandsche Gist- en Spiritusfabriek —la fábrica holandesa de levadura y licores, en Delft—, lo contrató para montar un laboratorio de bacteriología dentro de la propia planta. Van Marken quería entender mejor los procesos de fermentación que sostenían su negocio, y sin saberlo estaba a punto de financiar, en la fábrica menos previsible imaginable, uno de los laboratorios industriales de microbiología más influyentes de la historia de la ciencia.

El ángulo menos contado: una fábrica de licores se convirtió en la cuna de la agrobiología moderna

En noviembre de 1886, mientras Beijerinck ya llevaba meses instalado en su laboratorio de Delft, los agrónomos alemanes Hermann Hellriegel y Hermann Wilfarth publicaron desde la estación experimental de Bernburgo unos resultados que sacudieron a la comunidad agronómica: habían demostrado, con macetas de arena estéril y semillas de leguminosas, que esas plantas eran incapaces de aprovechar el nitrógeno del aire por sí solas, y que dependían por completo de unos microorganismos alojados en los nódulos de sus raíces. El hallazgo confirmaba, por fin con rigor experimental, la vieja intuición de Boussingault. Pero Hellriegel y Wilfarth no habían logrado aislar ni cultivar esa bacteria fuera de la raíz: solo sabían que estaba ahí. Fue Beijerinck, trabajando por su cuenta en el laboratorio de la fábrica de licores, quien el 16 de noviembre de 1888 consiguió cultivarla de forma pura en un tubo de ensayo, convirtiéndola en un organismo manejable en el laboratorio y no solo una sospecha biológica. La bautizó Bacillus radicicola. Menos de un año más tarde, el 25 de octubre de 1889, el botánico alemán Albert Bernhard Frank la rebautizó con el nombre que ha llegado hasta hoy: Rhizobium, "el que vive en la raíz", el género bacteriano que sigue siendo la base de la inoculación de semillas en todo el mundo.

Delft, 1895: nace una escuela que cambiaría la microbiología

El prestigio ganado en la fábrica le abrió a Beijerinck las puertas de su propia alma mater: en 1895 fue nombrado profesor de bacteriología en la Escuela Politécnica de Delft, donde el 28 de septiembre de 1897 inauguró un nuevo laboratorio de bacteriología que con el tiempo se conocería como la Escuela de Delft de Microbiología, una corriente de investigación centrada en estudiar los microorganismos en su ambiente natural en lugar de limitarse a los patógenos humanos. Allí perfeccionó una técnica que sigue siendo hoy una herramienta básica de la microbiología ambiental: el cultivo de enriquecimiento, un método para aislar de la tierra, el agua o el estiércol exactamente el microorganismo que interesa, recreando en el laboratorio las condiciones químicas exactas —el alimento, la falta de oxígeno, el pH— en las que ese organismo, y prácticamente solo ese, puede prosperar. Discípulos indirectos de su escuela, como Albert Jan Kluyver y Cornelis van Niel, extendieron después su método por medio mundo.

El virus que descubrió sin llegar a verlo

En 1898, investigando por qué las hojas de tabaco enfermaban con un moteado característico, Beijerinck retomó unos experimentos que el botánico ruso Dmitri Ivanovski ya había esbozado unos años antes: filtró la savia de plantas enfermas a través de finísimos filtros de porcelana de Chamberland, capaces de retener cualquier bacteria conocida. El líquido filtrado, en teoría estéril, seguía siendo capaz de contagiar la enfermedad a plantas sanas. Beijerinck concluyó que el agente infeccioso era algo más pequeño que cualquier bacteria, y lo llamó "contagium vivum fluidum", un contagio vivo y fluido, convencido de que se trataba de un líquido y no de partículas discretas. Se equivocaba en ese detalle —décadas después se demostró que eran partículas, hoy conocidas como el virus del mosaico del tabaco—, pero su trabajo sentó, sin saberlo, las bases conceptuales de la virología como disciplina.

Más allá de las leguminosas: el nitrógeno libre del suelo

La fijación de nitrógeno de Beijerinck no terminó con las leguminosas. En 1901 aisló otra bacteria, Azotobacter chroococcum, capaz de capturar nitrógeno del aire viviendo libre en la tierra, sin necesidad de asociarse con ninguna raíz. El hallazgo ampliaba el alcance del problema que él mismo había ayudado a resolver trece años antes: la fijación biológica de nitrógeno no era un privilegio exclusivo de habas y guisantes, sino una función que distintos grupos de bacterias del suelo podían cumplir en beneficio, en mayor o menor medida, de cualquier cultivo.

Un carácter de laboratorio: austero, solitario, exigente

Quienes lo conocieron lo describieron como un hombre de convicciones rígidas, de vida austera y trato exigente con sus colaboradores, que llegó a sostener abiertamente que la ciencia y el matrimonio eran incompatibles. Nunca se casó y, tras jubilarse en 1921, se retiró a vivir con dos de sus hermanas en la localidad de Gorssel. En 1905 había recibido la medalla Leeuwenhoek, el mayor reconocimiento neerlandés a la microbiología, y su nombre quedó ligado para siempre al género bacteriano Beijerinckia y a un cráter de la Luna. Murió el 1 de enero de 1931, a los 79 años.

Por qué importa hoy

El Rhizobium que Beijerinck aisló en 1888 sostiene hoy una industria global de bioinsumos agrícolas: los biofertilizantes fijadores de nitrógeno representan alrededor del 44% del mercado mundial de biofertilizantes, un sector que según estimaciones recientes del sector superará los 4.000 millones de dólares en 2034. Brasil es el caso más citado: el uso de inoculantes de Bradyrhizobium y Rhizobium en el cultivo de soja ha crecido más de un 200% en la última década, hasta el punto de que buena parte de la soja brasileña se cultiva prácticamente sin fertilizante nitrogenado sintético, un ahorro que el propio sector agrícola calcula en unos 15.000 millones de dólares anuales. En abril de 2024, un equipo liderado por Jonathan Zehr en la Universidad de California en Santa Cruz, con el investigador Tyler Coale como primer firmante y con la paleontóloga japonesa Kyoko Hagino aportando el alga que había tardado más de trescientas expediciones en lograr cultivar, describió en la revista Science el "nitroplasto": el primer orgánulo fijador de nitrógeno hallado dentro de una célula eucariota, nacido de una cianobacteria conocida como UCYN-A que quedó atrapada para siempre dentro del alga marina Braarudosphaera bigelowii. Es solo el cuarto caso conocido en la historia de la evolución de que un organismo termine convertido en un orgánulo permanente de otro, y ha reavivado el viejo sueño de dotar algún día a cereales como el trigo, el arroz o el maíz de su propia capacidad de fijar nitrógeno, reduciendo la dependencia del proceso Haber-Bosch, responsable de cerca del 1,4% de las emisiones globales de dióxido de carbono pero que hoy sostiene, según distintas estimaciones, en torno a la mitad de la producción mundial de alimentos. Más de un siglo después de que un ingeniero químico frustrado con la vida de instituto lograra domesticar en un tubo de ensayo la bacteria que vive dentro de una raíz, la ciencia sigue persiguiendo la misma idea: que las plantas aprendan a fabricar su propio fertilizante.