updated 11:37 PM CET, Dec 6, 2016

Primera evidencia de vida microbiana bajo 1 km de hielo de la Antártida

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colonia de bacterias recogidas en el lago Whillians

Encuentran en el lago subglacial Whillans organismos quimioautótrofos comedores de metal

La vida es más resistente de lo que se pensaba hace sólo unas pocas décadas. Con la ayuda de las nuevas tecnologías de exploración y nuevos métodos para la búsqueda e identificación de organismos, han cambiado nuestras percepciones de lo que constituye los límites ambientales para la vida en la Tierra.

Se puede encontrar vida en ambientes extremos ya sean ácidos o alcalinos, o muy cálidos o fríos. Se puede encontrar a alta presión, sin agua (en los desiertos fríos y calientes), en ambientes extremadamente salados (como el Mar Muerto), y en zonas que carecen de oxígeno o experimentan altos niveles de radiación.

Ahora reconocemos que la vida microbiana puede existir en los ambientes más extremos de la Tierra. Así que no debería ser una sorpresa que, en un estudio recién publicado en la revista Nature, los investigadores informen de la primera evidencia directa de la vida en un lago situado casi un kilómetro por debajo de una capa de hielo en la Antártida.

Lagos bajo el hielo

La presencia de agua líquida debajo de la capa de hielo de la Antártida se reconoció hace más de 40 años. El hielo proporciona una "duvet" eficaz, atrapando el calor emitido de forma natural a través de la corteza terrestre. Sin embargo, la presencia de un lago subglacial, formado a partir de una amplia fusión del hielo en la base de la capa de hielo, sólo se confirmó en la década de 1990.

El lago subglacial Vostok se encuentra entre los diez principales lagos más grandes del mundo. Pero las dificultades de llegar a él a través de kilómetros de hielo hace que sea uno de los entornos más aislados del planeta.

Desde el descubrimiento del Vostok se han localizado en la Antártida más de 350 pequeños lagos. La presencia de lagos subglaciales bajo la capa de hielo de Groenlandia han sido también detectada ahora. Vostok no es, pues, un ejemplo único de un ambiente extremo. En cambio, es el mayor ejemplo de un grupo de medios acuáticos que pueden ser potencialmente encontrados dondequiera que estén presentes glaciares y capas de hielo.

Hay evidencia creciente de que muchos de los lagos antárticos están conectados por una red de canales. Estos canales controlan el flujo de corrientes de hielo suprayacentes, y el agua líquida en la base de las capas de hielo lubrica el paso del hielo. Los lagos asociados a corrientes de hielo se cree que actúan como reservorios de este proceso de lubricación, llenados y vaciados en parte sobre una base bastante regular por lo que el agua en el lago es reemplazada cada pocos años. Otros lagos subglaciales, incluyendo el lago Vostok, parecen ser mucho más estáticos - el agua en estos lagos sólo se podrá sustituir a lo largo de decenas de miles de años, lo que les deja entornos muy estables.

Comedores de metal

perforación en el lago WhilliansEl lago subglacial Whillans, descrito en el estudio, es un ejemplo de un lago subglacial dinámico. No recibe ninguna luz para realizar la fotosíntesis, tiene constantemente bajas temperaturas (sólo un poco por debajo de cero) y está bajo presión ochenta veces de la presión atmosférica debido a los 800 metros de hielo suprayacente.

Sin el cambio relativamente frecuente de las aguas del lago y la disponibilidad de materia orgánica, que utilizan las personas y muchas otras formas de vida - denominadas colectivamente heterótrofas - para obtener energía y crecer será limitado, las únicas cosas que pueden apoyar a los heterótrofos en este ecosistema son la geología subyacente del antiguo lecho marino, que puede proporcionar pequeñas cantidades de carbono orgánico del material de la roca y el reciclaje de carbono de microbios muertos. Por lo tanto, lo que necesita un ecosistema subglacial dinámico como este para tener éxito realmente es utilizar también las fuentes de energía no-orgánicas mucho más abundantes.

Pero para llegar allí los investigadores primero tenían que perforar. Para ello crearon una gran pozo de 30 cm a través del hielo usando un taladro de agua caliente y sondas personalizadas que desplegaron para realizar mediciones y obtener muestras de agua y sedimentos. La contaminación fue impedida por la preparación de los samplers e instrumentos en habitaciones ultra-limpias, completando un ciclo con el agua caliente a través de un sistema de filtración a medida de múltiples etapas y evitando que el agua de perforación entrase en el lago. Evitar la contaminación es esencial para garantizar que se recuperen sólo los microbios del lago y que los contaminantes modernos no se metan en la red subglacial de lagos y canales.

Cuando analizaron las muestras se encontraron con que el lago contenía organismos del árbol de la vida de bacterias y arqueas. Mientras que algunos de los organismos podrían ser identificados a partir de las bases de datos de genes como también ocurre en otros lugares, sobre todo en ambientes fríos, muchos de los microbios de los lagos parecen ser completamente nuevos. Junto con una amplia gama de microbios heterotróficos, los organismos más prevalentes fueron aquellos que pueden consumir productos químicos inorgánicos, tales como hierro, manganeso, azufre y especialmente, nitrógeno (o, más precisamente, el nitrógeno en forma de iones de amonio). Estos organismos son llamados quimioautótrofos.

proceso quimioautótrofoEl estilo de vida "quimioautotrófica" es representativa de la vida más primitiva en la Tierra. Esto existe desde mucho antes que la fotosíntesis crease un mundo rico en oxígeno y alimentase la explosión de la diversidad biológica y la biomasa de carbono orgánico para sostener el estilo de vida heterotrófica que domina la Tierra moderna.

Algunos de estos microbios también pueden tener enzimas y nuevos productos químicos que pueden ser explotadas con fines comerciales. Pero, más importante aún, estos lagos nos dan la oportunidad de estudiar y entender cómo existió la vida en varios momentos en la Tierra primitiva y se ocupó de los desafíos de las condiciones ambientales extremas. También proporciona una visión de cómo podría existir vida en otros cuerpos planetarios, incluyendo Marte y las lunas de Saturno y Júpiter.

Artículo científico: A microbial ecosystem beneath the West Antarctic ice sheet