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Vida en entornos hipersalinos
sin luz ni oxígeno
Alberto González Fairén
Hasta hoy, sólo el 5% de los océanos de la Tierra ha sido explorado científicamente mientras que, por ejemplo, la cara oculta de la Luna o las superficies de Marte y Venus han sido mapeadas en detalle. Los fondos oceánicos esconden aún mucha información esencial para comprender la biosfera terrestre.
l primer estudio de los volcanes submarinos del Golfo de México ha descubierto que la vida microbiana es abundante en ellos. Las zonas estudiadas han incluido agrupaciones de pequeños volcanes submarinos, que expulsan barro, hidrocarburos, salmueras y gases a temperaturas próximas a 50º C, capaces de proveer energía para el sostenimiento de ecosistemas hipersalinos, aislados de la luz solar y sin oxígeno (Figura 1). Para acceder hasta las zonas de estudio y muestreo, el grupo de Samantha Joye, de la Universidad de Georgia (EEUU) se sumergió hasta 600 metros de profundidad en dos puntos separados por 120 km en el Golfo de México. Allí descubrieron volcanes activos con columnas de metano de cientos de metros de altura emergiendo desde fuentes hidrotermales. También encontraron volcanes inactivos con las calderas llenas de azufre y exudados bacterianos rojizos, formados por la acumulación de fluidos de alta salinidad y densidad que ascienden desde el interior de la corteza junto con hidrocarburos y gases, formando domos de sal; estas salmueras no se mezclan con el agua del fondo marino que las cubre (Figura 2). Los tapetes microbianos que habitan en ambos entornos son muy diferentes entre sí, y más diferentes aún de las comunidades que habitan el océano a su alrededor. La reducción de sulfato es notablemente superior en la salmuera del volcán inactivo, mientras que la producción de metano es mucho mayor en el volcán activo. Además, el metano está enriquecido en 13C, lo que indica que tiene un origen biológico. En ambos ecosistemas, la abundancia microbiana es 100 veces superior a la del agua oceánica inmediatamente circundante.
Chimenea volcánica cubierta de tapetes microbianos
Figura 1: Chimenea volcánica cubierta de tapetes microbianos en el fondo del Golfo de México. (I. MacDonald)
Volcanes...
Figura 2: Salmueras acumuladas en el cráter inactivo de un volcán subterráneo (arriba), y volcán activo mostrando la vigorosa emisión de gases (abajo). (Joye et al., 2009)
Las comunidades bacterianas analizadas han de tener una gran capacidad de adaptación al cambio, ya que las condiciones en los volcanes submarinos cambian enormemente en pequeños intervalos temporales (incluso días) en función de la actividad volcánica. Además, la vida activa de un volcán submarino es muy corta, de sólo algunas decenas de miles de años. En las dos estructuras geológicas analizadas, la distribución y magnitud de los procesos metabólicos ha resultado ser única, como resultado de diferencias en estrés osmótico, limitaciones en elementos traza, geoquímica ambiental e intensidad y frecuencia de las emisiones de fluidos, así como por el diferente aporte de materia orgánica disuelta proveniente del interior de la corteza. El grupo de Joye detectó actividad microbiana en las muestras recogidas a mayor profundidad, lo que sugiere una continuidad entre los hábitats del fondo oceánico y la biosfera subterránea (más información click aquí). El estudio, publicado en abril de 2009, hace pensar inmediatamente en la posibilidad de que entornos similares hayan podido ofrecer nichos para la vida en la Tierra primitiva, o en el fondo de los océanos de Europa.

También en abril se publicaron los resultados de una investigación llevada a cabo en la Antártida, y en la que se detallan las características de un ecosistema subglacial acuático anóxico, sin luz, a -10º C y con una concentración de sales cuatro veces superior a la de los océanos de la Tierra. El ecosistema está en funcionamiento bajo el glaciar Taylor, en los Valles Secos, desde hace entre 1,5 y 4 millones de años (Figura 3). El equipo de Jill Mikucki, de la Universidad de Harvard, ha estudiado las “cataratas de sangre”, un afloramiento congelado de agua subglacial de color rojizo conocido desde 1911 (Figura 4). La coloración se había atribuido históricamente a la presencia de algas rojas habitando bajo el hielo. El grupo de Mikucki ha conseguido tomar muestras de agua líquida recién aflorada, lo que les ha permitido demostrar que se trata de una masa de agua oceánica atrapada bajo el hielo desde el Plioceno, y que su color se debe en realidad a la oxidación del agua rica en hierro y azufre. El lago subglacial se encuentra a 1,5 kilómetros de profundidad, tiene 4 kilómetros de largo por 400 metros de ancho y una profundidad indeterminada, y se mantiene líquido gracias a su elevada salinidad.
Antártida: glaciar Taylor
Figura 3: Imagen de satélite de la Antártida, que muestra en rojo la localización del glaciar Taylor. (NASA)
Las cataratas de sangre en la cabecera del glaciar Taylor
Figura 4: Las cataratas de sangre en la cabecera del glaciar Taylor (77°72'S 162°27'E). (P. Rejcek, NSF) Click para ampliar...!
Las comunidades microbianas que lo habitan han permanecido activas desde la formación del lago, sin aportes externos de nutrientes o energía. Las aguas son ricas en sulfatos, pero la concentración de sulfuros es pequeña, lo que parece indicar que no hay un metabolismo activo capaz de reducir el sulfato a sulfuro. El grupo de Mikucki ha propuesto que el ciclo del azufre es catalizado por el hierro, que sería el aceptor final de electrones, lo que explicaría porqué la producción de sulfuro es limitada. En el pH circumneutral del lago subglacial conviven autótrofos y heterótrofos, generando un ecosistema que puede servir para aventurar la estructura de posibles comunidades microbianas en el fondo de los océanos de Europa.
 
 
San Francisco (California), EEUU, 21 de Abril de 2009.
 
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