Durante decenas de miles de años, microbios antiguos han permanecido inactivos en el permafrost de Alaska, atrapados en un estado de animación suspendida muy similar a los personajes de La Bella Durmiente.
Ahora, un equipo de geólogos que escriben en JCR Biogeosciences ha despertado microorganismos de 40.000 años y los ha visto crecer hasta convertirse en comunidades florecientes.
Resucitando microorganismos antiguos
Vastas extensiones del hemisferio norte están cubiertas por un suelo helado compuesto de hielo, roca y suelo, conocido como permafrost. Estos hábitats ofrecen una instantánea del pasado al preservar restos de animales, plantas e incluso microbios.
Los microbios no sólo están congelados en el tiempo, sino que algunos han sobrevivido milenios en estos entornos hostiles e intransigentes entrando en un estado de latencia. De hecho, estudios anteriores han demostrado que ciertos microorganismos pueden revivir (y seguir siendo infecciosos) después de pasar más de 40.000 años en este estado criogénico.
Además de demostrar la extrema resistencia y la impresionante longevidad de estas diminutas criaturas, la capacidad de los científicos para resucitar microbios antiguos tiene implicaciones en el mundo real. El cambio climático causado por el hombre está elevando las temperaturas en regiones del mundo cubiertas de permafrost, y la Agencia de Protección Ambiental (EPA) informa que algunas partes de Alaska se están calentando a un ritmo de 1,5 grados Fahrenheit por década. A medida que las temperaturas aumentan y el permafrost se derrite, estos antiguos microbios podrían liberarse.
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Crecimiento de comunidades microbianas
Para descubrir qué podría pasar si los veranos de Alaska continúan calentándose, investigadores de la Universidad de Colorado Boulder (CU Boulder) recolectaron muestras de permafrost cerca de la superficie y bajo la superficie del Túnel de Investigación de Permafrost en Alaska. Estas muestras variaron en edad, desde unos pocos miles de años hasta finales del Pleistoceno (hace 37.900 años a 42.4000 años).
“Lo primero que notas cuando entras allí es que huele muy mal. Huele como un sótano mohoso que se ha dejado reposar durante demasiado tiempo”, dijo en un comunicado el autor principal Tristan Caro, ex estudiante de posgrado en ciencias geológicas en CU Boulder. “Para un microbiólogo, esto es muy emocionante porque los olores interesantes suelen ser microbianos”.
A estas muestras se les dio agua y se incubaron a temperaturas de 39 grados Fahrenheit (4 grados Celsius) o 54 grados Fahrenheit (12 grados Celsius). Utilizando “hidrógeno pesado” (deuterio), el equipo pudo controlar la rapidez con la que crecían los compuestos lipídicos y, por tanto, el ritmo al que se multiplicaba la comunidad microbiana en su conjunto.
Para citar a Hemingway, las comunidades microbianas crecieron “gradualmente y luego de repente”. Durante el primer mes después de la descongelación, los autores del estudio informan que el crecimiento microbiano fue “extremadamente lento”: algunos días, solo se reemplazó una de cada 100.000 células. Los investigadores concluyeron que “la temperatura puede determinar qué taxones están activos, pero no las tasas de crecimiento”.
Sin embargo, alrededor del medio año, las cosas cambiaron. Las comunidades microbianas experimentan una reestructuración dramática después de seis meses, a menudo con componentes microbianos previamente trazas que se convierten en miembros dominantes de la comunidad”, escribieron los investigadores en el estudio de JCR Biogeosciences.
Los hallazgos sugieren que la temperatura en el momento de la descongelación puede tener menos influencia en el crecimiento microbiano que otros factores, como la disponibilidad de nutrientes y la composición de diferentes grupos taxonómicos. En el mundo real, significa que los microbios pueden tardar meses en resucitar después de una ola de calor. Como tal, la duración del verano (temporada de deshielo) puede ser más importante que las temperaturas mismas.
“Es posible que haya un solo día caluroso en el verano de Alaska, pero lo que importa mucho más es la extensión de la temporada de verano hasta el punto en que estas temperaturas cálidas se extienden hasta el otoño y la primavera”, dijo Caro.
De sumidero de carbono a emisor de carbono
Si bien algunos estudios han analizado las implicaciones para la salud de resucitar microbios antiguos, Caro y su equipo enfatizan las repercusiones ambientales. Una vez liberadas, estas comunidades microbianas descomponen la materia orgánica del medio ambiente, produciendo gases de efecto invernadero, incluidos dióxido de carbono y metano.
Se estima que el permafrost del mundo contiene el doble de carbono que el que hay actualmente en la atmósfera. Como tal, el deshielo permanente convierte lo que alguna vez fue un sumidero de carbono en un emisor. Es probable que esto solo exacerbe las tendencias de calentamiento, aunque es incierto hasta qué punto lo hará: “Es una de las mayores incógnitas en las respuestas climáticas”, dijo en un comunicado el coautor Sebastian Kopf, profesor de ciencias geológicas en CU Boulder.
El equipo espera que futuras investigaciones analicen los diferentes tipos de permafrost que se encuentran en Alaska y otros lugares.
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