En 2022, el buque de investigación Sonne viajó a un rincón remoto del océano para recuperar muestras de uno de los entornos más desafiantes de la Tierra.
Utilizando un dispositivo de muestreo llamado núcleo de gravedad, el Sonne tomó muestras de sedimentos y rocas de un área del fondo marino que bordea la Fosa de las Marianas. Salpicando esta región hay imponentes volcanes de lodo de cientos de pies de altura. En lugar de arrojar magma caliente, cuando están activas, estas estructuras expulsan lodos, agua y gases.
Ahora, el análisis de las muestras ha revelado vida microbiana dentro de estos volcanes de lodo. Los autores analizaron las moléculas de grasa encontradas en las muestras de lodo, datos que revelaron cómo los microbios se adaptan a ambientes hostiles metabolizando los químicos circundantes.
El hallazgo, dicen los autores, es notable dada la alta presión y la extrema alcalinidad que se encuentran dentro de los volcanes, que tienen interiores con el mismo pH que la lejía. El estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de Bremen, se publicó en Communications Earth & Environment.
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Encontrar grasas en el fondo del océano
Los investigadores descubrieron que el entorno extremo de los volcanes de lodo submarinos hacía que localizar vida no fuera sencillo. El escaso número de células identificadas y la baja biomasa extraída de las muestras hicieron imposible identificar especies mediante el análisis de su ADN.
En cambio, el equipo buscó metabolitos mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) y cromatografía líquida de alto rendimiento-espectrometría de masas (HPLC-MS). Esto arrojó una rica muestra de moléculas de grasas lipídicas. Un análisis más detallado de estas moléculas ayudó al equipo a comprender cómo prosperan los microbios dentro de los volcanes de lodo.
El equipo encontró evidencia de microbios llamados arqueas, un dominio de la vida distinto de los eucariotas (una categoría que incluye a todos los animales) y las bacterias. Las arqueas que identificó el equipo parecen extraer su energía de gases como el hidrógeno y el dióxido de carbono, así como de minerales extraídos de las rocas.
Microbios que no saben cuándo dejar de fumar
El equipo pudo examinar los isótopos de carbono de la muestra para estimar la historia probable de los microbios identificados. Este análisis sugirió que a lo largo del tiempo han existido varios grupos de arqueas en los volcanes de lodo, adaptando sus metabolismos en respuesta a las condiciones ambientales cambiantes.
Las bacterias más antiguas parecían combinar los recursos disponibles para producir metano, mientras que las especies más tardías cambiaron su metabolismo para depender de los sulfatos y la oxidación del metano para sobrevivir. El equipo también vio que los lípidos de la membrana de los microbios estaban especialmente adaptados para sobrevivir en el desafiante entorno de los volcanes.
“Lo fascinante de estos hallazgos es que la vida en estas condiciones extremas, como un pH alto y bajas concentraciones de carbono orgánico, es incluso posible. Hasta ahora, se suponía la presencia de microorganismos productores de metano en este sistema, pero no se podía confirmar directamente”, dijo en un comunicado de prensa la coautora Florence Schubotz, geoquímica orgánica de la Universidad de Bremen.
“Además, es simplemente emocionante obtener información sobre un hábitat microbiano de este tipo, porque sospechamos que la vida primordial podría haberse originado precisamente en esos lugares”, concluyó Schubotz.
Los próximos pasos del equipo son cultivar microbios en condiciones que imitan las de los volcanes de lodo para estudiar cómo sobreviven en estos entornos inhóspitos.
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