Extremofilos

Dos recientes descubrimientos en el campo de la astrobiología desafían nuestros principales supuestos acerca de una comunidad biológica integrada en la Tierra. A nivel microbiano, que podría haber biosferas ocultas existiendo en la Tierra junto con nuestros vecinos más conocidos.

Una comunidad de este tipo ha sido encontrada enterrada profundamente, mientras que la otra vive en el mar junto con otras formas de vida más conocidas.

Potencialmente, entre los descubrimientos recientes más importantes para la astrobiología está el hallazgo de formas de vida profundamente enterradas que parecen desarrollarse independientemente de la biosfera superficial conocida, que está animada por la luz solar. Estos microorganismos, descubiertos en agua subterránea caliente a 2.8 km de profundidad en una mina de oro de Sudáfrica, obtienen su energía en última instancia a partir de compuestos químicos –hidrógeno y sulfatos- producidos por un lento decaimiento de elementos radioactivos en las rocas. La existencia de una comunidad microbiana profundamente subterránea en la Tierra plantea que podrían existir biosferas aisladas semejantes en otros planetas, como Marte, a pesar de las condiciones hostiles reinantes en sus superficies.

Un importante equipo internacional de investigación, liderado por científicos de las Universidades de Princeton e Indiana y respaldado en parte por el Instituto de Astrobiología de la NASA, anunció su descubrimiento en una monografía publicada en la edición del 20 de Octubre de 2006 de la revista Science. El autor principal de la monografía es Li-Hing Lin, perteneciente en este momento a la Universidad Nacional de Taiwán, pero que comenzó su trabajo como estudiante graduado de Princeton. Los científicos aprovecharon una fractura inundada de agua cruzada durante una perforación en una profunda mina de oro cerca de Johannesburgo. Comenzaron a recolectar muestras de agua a los pocos días de flujo inicial para asegurar una mínima contaminación, y continuaron extrayendo nuevas muestras durante varios meses.

Utilizando modernas herramientas de análisis genético, compararon los microorganismos con otras comunidades microbianas anaeróbicas que obtienen su energía a partir de la reducción de sulfato. Un estudio detallado de la composición química del agua indica que hay suficiente sulfato e hidrógeno de origen natural como para sostener la vida indefinidamente. La base de la cadena alimentaria es un reductor de sulfato que pertenece al filum llamado Firmicutes, y los otros microbios en la comunidad pueden subsistir gracias a los productos que obtienen a partir de su productor primario. El agua misma fue datada en decenas de millones de años, un tiempo durante el cual no ha tenido contactos físicos o químicos con el mundo de más arriba, más conocido.

En los últimos años, los científicos han descubierto muchas comunidades de microorganismos que viven bajo condiciones que antes se consideraban imposibles para la vida. Los extremófilos pueden prosperar bajo condiciones de temperaturas muy altas o muy bajas, o una composición química ácida o alcalina, o una elevada salinidad que mataría a microorganismos más conocidos de la superficie. Algunos de estos extremófilos viven en comunidades en respiraderos hidrotermales en las profundidades del océano o dentro de rocas, a cientos de metros bajo la superficie. Sin embargo, hasta ahora la “biosfera profunda” parecía necesitar, por lo menos indirectamente, un contacto con la atmósfera. Este descubrimiento, hecho en un ambiente mucho más profundo y aislado, representa un avance fundamental, revelando una forma de vida alienígena dentro de la Tierra.

Este descubrimiento puede proporcionar indicios claves sobre la habitabilidad de Marte y otros planetas con superficies hostiles pero agua caliente en el interior. Las misiones de la NASA revelaron que Marte alguna vez tuvo un ambiente superficial más apto para la vida, con agua líquida y luz solar, circunstancias bajo las cuales la vida puede haberse formado y prosperado hace miles de millones de años. Quizás el remanente de aquella vida persista bajo su superfice, en ambientes como este mar sin sol en la Tierra.

El segundo descubrimiento excitante es el de una hasta ahora desconocida “biosfera rara” que coexiste con formas de vida más conocidas en lo profundo del océano. Los descubridores son un equipo de científicos del Laboratorio Biológico Marino de Woods Hole y el Real Instituto Holandés para la Investigación Marina, bajo la conducción de Mitch Sogin, quien también es el PI para el equipo del MBL en el NAI. Los científicos utilizaron nuevas herramientas de análisis genético para buscar las poblaciones microbianas dominantes para extraer muestras de los microbios mucho más raros que antes no habían sido detectados, usando muestras recogidas de agua marina normal y el agua caliente asociada con los respiraderos hidrotermales. Su trabajo fue publicado en los Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias del 8 de agosto de 2006.

Este nuevo análisis revela una importante diversidad dentro de esta “rar biosfera”. Las técnicas utilizadas, si bien no permite el aislamiento de organismos individuales para su estudio, sí posibilitan la elaboración de cálculos estadísticos de la población. Pero aunque el número de tales microorganismos es pequeño, hay por lo menos una diversidad de especies 100 veces mayor de lo que se preveía.

¿Qué están haciendo estos diversos organismos?
En cierto modo, no son muy exitosos, dado que son superados en número ampliamente por especies más conocidas. Sin embargo, ellos subsisten en pequeños números. Quizás representen una clase de “sistema de seguridad” natural o fuerza de reserva que puede entrar en acción si las condiciones ambientales cambian de manera tal que amenace al ecosistema dominante.
Podrían ser parte de la estrategia de la vida para sobrevivir ante cambios ambientales catastróficos. El próximo desafío es calcular los patrones globales de esta “rara biosfera” y comenzar a caracterizar a sus especies individuales.