El proyecto Observatorio
del Carbono Profundo halla poblaciones subterráneas de microbios muy similares
pero que les separan miles de kilómetros.
¿Cómo es
posible que en profundos agujeros practicados en puntos de la superficie
terrestre muy alejados entre sí los científicos estén encontrando los mismos
habitantes —bacterias y arqueas— muy similares? Al parecer estos microbios
forman una población paralela a todas las conocidas, la biosfera subterránea.
Los hallazgos se deben a una búsqueda sistemática de ecosistemas microbianos
subterráneos, que se encuadra en el Observatorio del Carbono Profundo (DCO), un megaprograma de
investigación internacional que ha cumplido ya su cuarto año de operación..
Este nuevo
censo de las poblaciones de la Tierra se fija en la vida que existe por debajo
de la superficie, a kilómetros de profundidad, y en cómo subsiste en
condiciones extremas de presión, temperatura y falta de luz. Pero lo que más
llama la atención hasta ahora es la similitud de los tipos de organismos
hallados, lo que sugiere que estas comunidades pueden estar interconectadas e
incluso hace pensar que en este ambiente se originó la vida en la Tierra y no
en lagos o mares, la hipótesis más aceptada. “Hace dos años teníamos muy poca
idea de los microbios presentes en las rocas subsuperficiales o de lo que se
alimentan”, dijo Matthew
Schrenk, geomicrobiólogo de la Universidad Estatal de Michigan (EE UU),
al presentar sus resultados en el último Congreso de Unión Geofísica Americana, el
más importante de esta especialidad.
El equipo de
Schrenk ha estudiado y secuenciado genéticamente muestras de microbios que se
alimentan de hidrógeno procedentes de América del Norte, Europa, Suráfrica y
Japón. Han encontrado una similitud entre ellos de un 97%. Otros equipos están
haciendo lo mismo en otros lugares. “Resulta difícil imaginar que existan
microbios casi idénticos separados por 16.000 kilómetros en las fisuras llenas
de agua de duras rocas en condiciones extremas de profundidad, presión y
temperatura”, dice Schrenk. El agua con los microbios se ha extraído a
profundidades de hasta cinco kilómetros, pero no se sabe hasta cuántos
kilómetros hacia abajo se puede extender este tipo de vida.
¿Y cómo subsisten
estos microbios? De esto se sabe algo más, gracias a la investigación de las
últimas décadas. La vida en estas condiciones extremas es independiente de la
fotosíntesis —de la luz del Sol— y se basa en procesos llamados biogeoquímicos.
Uno es la serpentinización: cuando el agua se encuentra con el mineral olivina
a gran presión, la roca reacciona con los átomos de oxígeno del agua y se
convierte en serpentina, liberando hidrógeno, del que se alimentan los
microbios. En experimentos a microescala realizados recientemente en Lion
(Francia) se ha demostrado que el aluminio aumenta la rapidez con que se
produce hidrógeno, mediante esta reacción, y explica que lo haga en cantidades
suficientes para soportar la vida profunda.
Otros
microbios se alimentan de otros minerales, como los de hierro, que reaccionan
con el agua del mar para producir igualmente hidrógeno. Es el caso de las
bacterias y arqueas de las que viven organismos de mucho mayor tamaño, como
anémonas y gambas, alrededor de las fuentes hidrotermales del fondo del mar,
que son verdaderas ventanas al interior de la Tierra. Las más profundas
conocidas son las de Beebe, en el mar Caribe, a más de cinco kilómetros de
profundidad. En 2013 varias expediciones las estuvieron explorando para tomar
muestras. En la última, el pasado junio, a bordo del barco japonés Yokosuka,
una científica estadounidense y dos pilotos japoneses bajaron en el sumergible Shinkai hasta
el fondo, 5.135 metros. “Ayer estuve en un lugar que ha sido visitado por
aproximadamente el mismo número de personas que la superficie de la Luna”,
escribía Danielle Morgan-Smith al día siguiente. “Sobre la Luna han estado 12
pares de pies humanos. En Beebe, cinco científicos y ocho pilotos”.
Robert Hazen,
de la CarnegieInstitution, dirige el programa de colaboración internacional del Carbono Profundo,
de 10 años de duración y un presupuesto de 370 millones de euros. “Reunir a
expertos en microbios, volcanes, la microestructura de rocas y minerales, los
movimientos de fluidos y demás es nuevo. Típicamente estos expertos no se
comunican entre sí. Integrar esta diversidad en un empeño científico único está
produciendo resultados antes inalcanzables”, afirma.
El saber cómo
se comporta el agua en el manto terrestre es algo que interesa mucho a los
investigadores de estos temas. Un nuevo modelo permite avanzar en el
conocimiento de las interacciones entre el agua y las rocas en condiciones
extremas de presión y hasta 150 kilómetros de profundidad. Hasta ahora los
modelos llegaban hasta los 15 kilómetros solamente.
El trabajo de
Dimitri Sverjensky, que presenta un nuevo método para predecir la constante
dieléctrica del agua a altas temperaturas y presiones, permite atisbar procesos
como la formación de diamantes, la acumulación de hidrógeno, el transporte de
compuestos químicos por el manto, la liberación de gases o la formación de la
atmósfera terrestre en su origen. “He hecho público el modelo para que con
nuevos experimentos proporcione un enfoque integrado del papel del agua en las
profundidades terrestres”, afirma Sverjensky.
Proceso de
serpentinización del mineral olivina (en amarillo) por el que los microbios
obtienen hidrógeno
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