la versión original de esta historia apareció en Revista Quanta.
Los científicos se han dado cuenta de que en el suelo y las rocas bajo nuestros pies se encuentra una vasta biosfera con un volumen global casi el doble que el de todos los océanos del mundo. Se sabe poco sobre estos organismos subterráneos, que representan la mayor parte de la masa microbiana del planeta y cuya diversidad puede exceder la de las formas de vida que habitan en la superficie. Su existencia conlleva un gran enigma: los investigadores a menudo han asumido que muchos de esos reinos subterráneos son zonas muertas con deficiencia de oxígeno, habitadas únicamente por microbios primitivos que mantienen su metabolismos a paso de tortuga y sobreviviendo con restos de nutrientes. Se pensaba que a medida que esos recursos se agotan, el entorno subterráneo debería perder vida a mayor profundidad.
En nueva investigación publicado en junio en Comunicaciones de la naturaleza, los investigadores presentaron evidencia que desafía esas suposiciones. En depósitos de agua subterránea a 200 metros debajo de los campos de combustibles fósiles de Alberta, Canadá, descubrieron abundantes microbios que producen cantidades inesperadamente grandes de oxígeno incluso en ausencia de luz. Los microbios generan y liberan tanto de lo que los investigadores llaman “oxígeno oscuro” que es como descubrir “la escala de oxígeno proveniente de la fotosíntesis en la selva amazónica”, dijo karen lloyd, un microbiólogo del subsuelo de la Universidad de Tennessee que no formó parte del estudio. La cantidad de gas que se difunde fuera de las células es tan grande que parece crear condiciones favorables para la vida dependiente del oxígeno en las aguas subterráneas y estratos circundantes.
“Es un estudio histórico”, dijo Barbara Sherwood Lollar, un geoquímico de la Universidad de Toronto que no participó en el trabajo. Las investigaciones anteriores a menudo han analizado los mecanismos que podrían producir hidrógeno y algunas otras moléculas vitales para la vida subterránea, pero la generación de moléculas que contienen oxígeno se ha pasado por alto en gran medida porque dichas moléculas se consumen muy rápidamente en el entorno subterráneo. Hasta ahora, “ningún estudio ha reunido todos los datos como este”, afirmó.
El nuevo estudio examinó los acuíferos profundos de la provincia canadiense de Alberta, que tiene depósitos subterráneos de alquitrán, arenas bituminosas e hidrocarburos tan ricos que se la ha apodado “la Texas de Canadá”. Debido a que sus enormes industrias ganaderas y agrícolas dependen en gran medida del agua subterránea, el gobierno provincial monitorea activamente la acidez y la composición química del agua. Sin embargo, nadie había estudiado sistemáticamente la microbiología de las aguas subterráneas.
Para Emil Ruff, realizar una encuesta de este tipo parecía “una tarea fácil” en 2015, cuando comenzó su beca postdoctoral en microbiología en la Universidad de Calgary. Lo que no sabía era que este estudio aparentemente sencillo le supondría una carga para los próximos seis años.
Las profundidades abarrotadas
Después de recolectar agua subterránea de 95 pozos en Alberta, Ruff y sus compañeros de trabajo comenzaron a realizar microscopía básica: tiñeron células microbianas en muestras de agua subterránea con un tinte de ácido nucleico y usaron un microscopio de fluorescencia para contarlas. Al datar por radio la materia orgánica de las muestras y comprobar las profundidades a las que habían sido recolectadas, los investigadores pudieron identificar las edades de los acuíferos subterráneos que estaban explotando.
Un patrón en los números los desconcertó. Por lo general, en estudios del sedimento bajo el fondo marino, por ejemplo, los científicos descubren que la cantidad de células microbianas disminuye con la profundidad: las muestras más antiguas y profundas no pueden sustentar tanta vida porque están más aisladas de los nutrientes producidos por las plantas fotosintéticas. y algas cerca de la superficie. Pero para sorpresa del equipo de Ruff, las aguas subterráneas más antiguas y profundas contenían más células que las aguas más dulces.
Luego, los investigadores comenzaron a identificar los microbios en las muestras, utilizando herramientas moleculares para detectar sus genes marcadores reveladores. Muchos de ellos eran arqueas metanogénicas: microbios simples y unicelulares que producen metano después de consumir hidrógeno y carbono que rezuman de las rocas o de la materia orgánica en descomposición. También estaban presentes muchas bacterias que se alimentan del metano o de los minerales del agua.