Comunidad microbiana única vivía en la antigua isla Hunga Tonga Hunga Ha'apai
En la efímera isla de Hunga Tonga Hunga Ha'apai, los investigadores descubrieron una comunidad microbiana única que metaboliza el azufre y los gases atmosféricos, de forma similar a los organismos que se encuentran en los respiraderos de aguas profundas o en las aguas termales.
En 2015 entró en erupción un volcán submarino en el Pacífico Sur y formó la isla Hunga Tonga Hunga Ha'apai, destinada a una corta vida de siete años. Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Colorado Boulder y el Instituto Cooperativo para la Investigación en Ciencias Ambientales (CIRES) aprovechó la rara oportunidad de estudiar los primeros colonizadores microbianos de una masa de tierra recién formada y, para su sorpresa, los investigadores descubrieron una comunidad microbiana única que metaboliza el azufre y los gases atmosféricos, similar a los organismos que se encuentran en los respiraderos de aguas profundas o en las aguas termales.
"Este tipo de erupciones volcánicas ocurren en todo el mundo, pero generalmente no producen islas. Tuvimos una oportunidad increíblemente única", dijo Nick Dragone, estudiante de doctorado de CIRES y autor principal del estudio. "Nadie había estudiado antes exhaustivamente los microorganismos en este tipo de sistema insular en una etapa tan temprana".
"Estudiar los microbios que colonizan las islas por primera vez permite vislumbrar la etapa más temprana del desarrollo del ecosistema, incluso antes de que lleguen las plantas y los animales", dijo Noah Fierer, miembro de CIRES, profesor de ecología y biología evolutiva en la CU Boulder y autor correspondiente del estudio.
Un equipo multiinstitucional de investigadores sobre el terreno recolectó muestras de suelo de la isla y luego las envió al campus de la CU Boulder. Dragone y Fierer podrían luego extraer y secuenciar muestras de ADN de las muestras.
"No vimos lo que esperábamos", dijo Dragone. "Pensamos que veríamos organismos que se encuentran cuando un glaciar retrocede, o cianobacterias, especies de colonizadores tempranos más típicas, pero en cambio encontramos un grupo único de bacterias que metabolizan el azufre y los gases atmosféricos".
Imagen: La isla de Hunga Tonga Hunga Ha'apai, Reino de Tonga (latitud, 20,536°S; longitud, 175,382°O). Se muestran las ubicaciones de las 32 superficies donde se recolectaron muestras. La imagen de fondo es del 19 de agosto de 2018 y está ortorrectificada. La imagen insertada muestra las islas de Hunga Ha'apai (oeste) y Hunga Tonga (este) el 11 de septiembre de 2010, antes de la erupción de 2014-2015. Imagen de Worldview-2 © 2010, 2018 Maxar.
Y ese no fue el único giro inesperado en este trabajo: el 15 de enero de 2022, siete años después de su formación, el volcán entró en erupción nuevamente, arrasando toda la masa terrestre en la mayor explosión volcánica del siglo XXI. La erupción arrasó por completo con la isla y eliminó la opción de que el equipo continuara monitoreando el sitio.
"Todos esperábamos que la isla se quedaría", dijo Dragone. "De hecho, la semana antes de que explotara la isla estábamos empezando a planear un viaje de regreso".
Sin embargo, la misma naturaleza voluble del Hunga Tonga Hunga Ha'apai (HTHH) que lo hizo explotar también explica por qué el equipo encontró un conjunto de microbios tan único en la isla. Hunga Tonga se formó volcánicamente, como Hawái.
"Una de las razones por las que creemos que vemos estos microbios únicos es por las propiedades asociadas con las erupciones volcánicas: mucho azufre y gas de sulfuro de hidrógeno, que probablemente alimentan los taxones únicos que encontramos", dijo Dragone. "Los microbios eran más similares a los que se encuentran en los respiraderos hidrotermales, fuentes termales como Yellowstone y otros sistemas volcánicos. Nuestra mejor suposición es que los microbios procedían de ese tipo de fuentes".
La expedición a HTHH requirió una estrecha colaboración con los miembros del gobierno del Reino de Tonga, que estaban dispuestos a trabajar con los investigadores para recolectar muestras de tierras que normalmente no visitan los invitados internacionales. La coordinación tomó años de trabajo por parte de los colaboradores de la Sea Education Association y la NASA: un observador de Tonga debe aprobar y supervisar cualquier recolección de muestras que se lleve a cabo dentro del Reino.
"Este trabajo atrajo a mucha gente de todo el mundo y aprendimos mucho. Por supuesto, estamos decepcionados de que la isla haya desaparecido, pero ahora tenemos muchas predicciones sobre lo que sucederá cuando se formen islas", dijo Dragone. "Entonces, si algo se volviera a formar, nos encantaría ir allí y recopilar más datos. Tendríamos un plan de juego sobre cómo estudiarlo".
El estudio se ha publicado este mes en la revista mBio: The Early Microbial Colonizers of a Short-Lived Volcanic Island in the Kingdom of Tonga
