Un grupo de científicos ha resucitado los microbios que se encuentran en las profundidades del lecho marino en sedimentos de más de 100 millones de años, ampliando significativamente nuestra visión de la vida en la Tierra.
Un equipo internacional de científicos liderado por el geomicrobiólogo Yuki Morono de la Agencia de Ciencia y Tecnología de la Tierra y el Mar de Japón ha resucitado los microbios extraídos de los sedimentos del fondo marino que datan de hace 101,5 millones de años. Estos microbios volvieron a la vida en condiciones de laboratorio, alimentándose y multiplicándose. Después de soportar condiciones de baja energía durante millones de años, estos microbios, un tipo de bacteria, lograron “retener su potencial metabólico”, según la nueva investigación, publicada en Nature Communications.
“Una vez más, este nuevo estudio amplía nuestra visión de la biosfera habitable en la Tierra y la capacidad de los microbios para sobrevivir en condiciones subóptimas”, dijo Virginia Edgcomb, geóloga de la Institución Oceanográfica Woods Hole, que no participó en el estudio. “También amplía nuestra visión de dónde la vida microbiana viable contribuye al recambio de carbono y otros nutrientes en la biosfera profunda”.
Anteriormente, los científicos habían recuperado y resucitado esporas bacterianas de cristales de sal de 250 millones de años encontradas en la Formación Río Salado en Nuevo México, pero algunos expertos no estuvieron de acuerdo con esta conclusión, argumentando que las muestras estaban contaminadas, entre otros problemas. En 1995, los científicos resucitaron una espora bacteriana de abeja preservada en ámbar de entre 25 y 40 millones de años.
Los microbios resucitados en el nuevo estudio provienen de las muestras de sedimentos marinos más antiguas jamás estudiadas, explicó Morono en un correo electrónico. Además, los investigadores “vieron directamente la reactivación microbiana mediante la incorporación de nutrientes añadidos”, y una gran fracción de los microbios “no eran microbios formadores de esporas”, agregó.
En este caso, los microbios resucitados se dedicaron de inmediato a sus tareas microbianas: consumir alimentos y participar en la división celular. Las esporas bacterianas, por otro lado, deben pasar de nuevo a un estado reproductivo.
Las muestras de sedimentos que contienen los microbios se extrajeron hace 10 años de la llanura abisal en el Giro del Pacífico Sur. Estas muestras fueron extraídas de profundidades que alcanzan los 75 metros bajo el fondo marino y datan de 13 millones a 101,5 millones de años. Se detectó algo de oxígeno en estas capas profundas, pero prácticamente no hay materiales orgánicos como el carbono (es decir, alimento para microbios).
Esta parte del océano contiene algunas de las aguas más claras del mundo, debido a las bajas concentraciones de fitoplancton en la superficie del mar, que normalmente se hunde y suministra alimento a los microbios del fondo marino. Puesto que la nieve marina, como se le llama, es tan ligera en esta región, la formación del sedimento del fondo marino es excepcionalmente lenta, formándose a una tasa insignificante de alrededor de 1 a 2 metros cada millón de años. El objetivo principal del nuevo estudio era ver si la vida podía existir en un ambiente tan privado de nutrientes y, de ser así, por cuánto tiempo podrían sobrevivir estos microbios prácticamente sin comida.
De vuelta en el laboratorio, estos microbios fueron incubaron y se les suministró una dieta constante de sustratos marcados con isótopos compuestos de carbono y nitrógeno. Un aspecto extremadamente importante del estudio fue rastrear el consumo microbiano de estos alimentos añadidos, de ahí los sustratos estables marcados con isótopos.
Dentro de este acogedor entorno de laboratorio, los microbios, incluidos los extraídos de las muestras de sedimentos más antiguas, respondieron casi de inmediato. En el transcurso de 68 días, los investigadores observaron con asombro cómo las poblaciones aumentaban de tamaño en más de cuatro órdenes de magnitud. Más del 99% de los microbios encontrados dentro de las muestras volvieron a la vida, en un resultado que impresionó a los científicos.
En las profundidades del fondo marino, “los nutrientes son muy limitados”, por lo que los microbios estaban “casi en estado de ‘ayuno’”, dijo Morono. “Así que es sorprendente y biológicamente desafiante que una gran fracción de microbios pueda revivir de un tiempo muy largo de entierro o atrapamiento en condiciones extremadamente bajas de nutrientes/energía”
Utilizando perfiles de genes de ADN y ARN, los investigadores identificaron a los microbios como bacterias aeróbicas amantes del oxígeno. Los autores también descartaron una potencial contaminación, argumentando que prácticamente no hay permeabilidad entre las gruesas capas del fondo marino.
En cuanto a cómo estos microbios pudieron permanecer en estado de hibernación durante tanto tiempo, Morono dijo que no está seguro, pero espera que los nuevos hallazgos “estimulen las discusiones sobre este tema” y, en última instancia, lleve a una identificación de los mecanismos de supervivencia necesarios para que los microbios permanezcan latentes en tan vastas escalas de tiempo geológicas.
“Lo realmente sorprendente de este estudio es que este sedimento contenga oxígeno. Todos los que nos esforzamos por tener dietas llenas de antioxidantes sabemos que el oxígeno es un agente de degradación, por lo que una supervivencia a largo plazo es impresionante”, dijo Jennifer Biddle, profesora asociada de la Facultad de Ciencias y Políticas Marinas de la Universidad de Delaware, que no participó en el estudio. “Sin embargo, no sabemos qué está viendo realmente la célula en el sedimento; podría haber pequeñas jaulas de hábitats con poco oxígeno que mejoran la supervivencia”.
