El 99,999 por ciento de todas las especies de microbios siguen siendo desconocidas
Los microbios son los organismos vivos más pequeños que se conocen en la Tierra y se pueden encontrar en casi todas partes, incluso en las frías condiciones de las cuevas de lava, similares a las de Marte.
En la isla de Hawái, los científicos encontraron recientemente una maravillosa variedad de nuevos microbios que prosperan en cuevas geotérmicas, tubos de lava y fumarolas volcánicas.
Estas estructuras subterráneas se formaron hace 65 y 800 años y reciben poca o ninguna luz solar. También pueden albergar minerales y gases tóxicos. Sin embargo, las esteras microbianas son una característica común de las cuevas de lava de Hawái.
Las muestras de estos tapetes, tomadas entre 2006 y 2009 y luego nuevamente entre 2017 y 2019, revelan formas de vida aún más únicas de lo esperado. Cuando los investigadores secuenciaron 70 muestras para un solo gen de ARN, comúnmente utilizado para identificar la diversidad y abundancia microbiana, no pudieron hacer coincidir ningún resultado con géneros o especies conocidos, al menos no con mucha confianza.
"Esto sugiere que las cuevas y las fumarolas son diversos ecosistemas poco explorados", escriben los autores del estudio.
Los microbios, después de las plantas, representan la mayor parte de la biomasa de nuestro planeta y casi toda la biomasa en el subsuelo profundo de la Tierra. Sin embargo, debido a que estos organismos son tan pequeños y viven en ambientes tan extremos, los científicos históricamente los han pasado por alto.
En los últimos años, los microbios subterráneos han recibido más interés porque existen en ambientes muy similares a los que se encuentran en Marte. Pero aún queda un largo camino por recorrer.
Imagen: Una formación de estalactitas en un sistema de cuevas de Hawái de este estudio con minerales de cobre y colonias microbianas blancas. A pesar de que el cobre es tóxico para muchos organismos, esta formación alberga una comunidad microbiana. Crédito de la imagen: Kenneth Ingham
Estimaciones recientes sugieren que el 99,999 por ciento de todas las especies de microbios siguen siendo desconocidas, lo que lleva a algunos a referirse a ellas como "materia oscura".
La nueva investigación de Hawái subraya cuán oscuras son estas formas de vida.
La diversidad entre los sitios varió. Los tubos de lava más antiguos, entre 500 y 800 años, albergaban poblaciones de microbios más diversas que los sitios geotérmicamente activos o tenían menos de 400 años.
Si bien estos sitios más antiguos eran más diversos, los sitios de muestreo más jóvenes y más activos tenían interacciones microbianas más complejas, probablemente debido a la menor diversidad. Los microbios pueden tener que trabajar juntos para sobrevivir mejor.
Los investigadores sospechan que los microbios tardan un tiempo en colonizar los basaltos volcánicos y, a medida que cambia el entorno que los rodea, también cambia la estructura de su comunidad. En cuevas más frías, por ejemplo, son más frecuentes las proteobacterias y las actinobacterias.
"Esto lleva a la pregunta, ¿los ambientes extremos ayudan a crear comunidades microbianas más interactivas, con microorganismos más dependientes entre sí?", se pregunta la microbióloga Rebecca Prescott de la Universidad de Hawái en Manoa. "Y si es así, ¿Qué tienen los entornos extremos que ayudan a crear esto?"
Imagen: Steve Smith en un pasaje de una cueva hawaiana lleno de raíces del distrito de Kaʻu en la isla de Hawái. Crédito de la imagen: Kenneth Ingham
En las cuevas de lava más jóvenes, los microbios tendían a tener una relación más lejana. Esto sugiere que la competencia es una fuerza más fuerte en entornos más duros, que reduce la posibilidad de que especies estrechamente relacionadas vivan una al lado de la otra.
Varias clases de bacterias, como Chloroflexi y Acidobacteria, existían en casi todos los sitios, independientemente de la edad.
Estos microbios parecen ser actores clave en sus comunidades. Los autores las llaman especies "centrales", ya que reúnen a otros microbios.
Es posible que los microbios Chloroflexi puedan proporcionar fuentes de carbono en el ecosistema al aprovechar la energía de la luz en condiciones relativamente oscuras.
Pero por ahora, eso es solo especulación. Debido a que solo se secuenció parcialmente un solo gen en el estudio, Prescott y sus colegas no pueden decir cuál es el papel de un microbio en particular en su comunidad clandestina.
"En general, este estudio ayuda a ilustrar lo importante que es estudiar los microbios en cocultivo, en lugar de cultivarlos solos (como aislados)", dice Prescott.
"En el mundo natural, los microbios no crecen aislados. En cambio, crecen, viven e interactúan con muchos otros microorganismos en un mar de señales químicas de esos otros microbios. Esto entonces puede alterar su expresión genética, afectando cuáles son sus trabajos en la comunidad".
El estudio fue publicado en Frontiers in Microbiology: Islands Within Islands: Bacterial Phylogenetic Structure and Consortia in Hawaiian Lava Caves and Fumaroles
