La vida microbiana de Cerro Caliente, en la Antártida, y sus similitudes con el Marte Temprano

Figura: Anomalía térmica en la cima de Cerro Caliente (Antártida), lugar donde se recogieron las muestras para el estudio. © CAB
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Un equipo científico, liderado por investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA), ha estudiado cómo influye la temperatura en las comunidades microbianas que habitan en la zona geotérmica de Cerro Caliente, en la Isla Decepción (Antártida). Los análisis han revelado la presencia de microorganismos con distintas tolerancias térmicas en todas las comunidades microbianas debido a las fuertes oscilaciones de temperatura diarias, algo que podría haber ocurrido también en zonas volcánicas en el Marte Temprano.

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Los ambientes geotérmicos en regiones polares, como la Antártida, son 'oasis' de calor y de disponibilidad de agua líquida en comparación con el ambiente frío y seco que les rodea. Aunque las temperaturas que se pueden alcanzar son extremas (superar los 100º C y estar por debajo de los 0º C), esta combinación de ambientes modera las temperaturas en la superficie del suelo y favorece el crecimiento de microorganismos y plantas. Una de estas zonas tan particulares es Cerro Caliente, en la Isla Decepción.

Esta isla es uno de los cuatro volcanes activos que existen en la Antártida, situado en las Islas Shetland del Sur, en el estrecho de Bransfield. Esta isla es, en realidad, la parte sobresaliente del volcán y, Cerro Caliente, una de sus cimas de 107 metros de altitud. Junto con otras zonas de la isla, Cerro Caliente está comprendida dentro de las denominadas Áreas Antárticas Especialmente Protegidas (ASPA por sus siglas en inglés). Por su inaccesibilidad y protección, a diferencia de otras áreas geotérmicas del mundo, las comunidades microbianas de Isla Decepción y, en particular, Cerro Caliente, han sido muy poco caracterizadas.

Un nuevo estudio, liderado por el Centro de Astrobiología y publicado en la revista Astrobiology, ha caracterizado las comunidades microbianas que habitan en esta zona geotérmica. El equipo científico ha estudiado la influencia de la temperatura en la estructura de las comunidades y metabolismos de tres tapetes microbianos recogidos a lo largo de la cumbre de Cerro Caliente. Las muestras registraron temperaturas de 88, 8 y 2º C en el momento de la recolección.

Tras los análisis de ADN de las muestras, los investigadores identificaron una composición de bacterias, arqueas y eucariotas variada y diferente en cada una de ellas. En concreto, la muestra recogida a 88º C mostró una mayor proporción de termófilos (organismos capaces de soportar temperaturas extremadamente altas), mientras que en las otras dos muestras se encontró una proporción más alta de psicrófilos (organismos capaces de vivir a temperaturas extremadamente bajas). Esta información, en combinación con la obtenida en análisis de isótopos 13C y 15N, permitió a los investigadores interpretar los diferentes metabolismos que los organismos estaban utilizando para sacar energía de compuestos de carbono y de nitrógeno, esenciales para el crecimiento.

A pesar de estas diferencias en composición y metabolismo entre las muestras, en todos los tapetes se identificaron cianobacterias (cuyo máximo de temperatura en algunas especies está descrito en torno a 73º C), así como otros microorganismos mesófilos (con una temperatura óptima de crecimiento entre los 15º y 35º C). "Pensamos que, independientemente de la temperatura registrada en cada tapete en el momento del muestreo, las oscilaciones térmicas diarias que ocurren en la superficie de Cerro Caliente a lo largo del año pueden explicar la presencia de mesófilos y otros microorganismos como las cianobacterias", explica María Ángeles Lezcano, investigadora del CAB y autora principal del estudio. "Las temperaturas registradas en el sustrato de Cerro Caliente durante el año 2012 utilizando un sensor de temperatura a 5cm de profundidad, mostraron oscilaciones desde los 4,5º C hasta los 76º C, con variaciones diarias de más de 40º C. Estos sistemas son muy dinámicos y la temperatura juega un papel importante para determinar la composición y metabolismo microbianos", explica Lezcano.

La analogía entre los sistemas volcánicos situados en regiones polares y el Marte Temprano, hace de la zona geotérmica de Cerro Caliente un lugar idóneo para el estudio de biomarcadores (moléculas de origen biológico). Pese a las condiciones frías y secas que conocemos hoy en día de Marte, la presencia de valles fluviales sugiere la existencia de interacciones glacio-volcánicas que pudieran haber derretido el hielo de agua líquida. La zona volcánica de Cerro Caliente se convierte así en un buen análogo de sitios potencialmente habitables durante la época del Marte Temprano, cuando zonas similares pudieron haber servido de refugio para el desarrollo de microorganismos.

Considerando esta analogía, el equipo científico utilizó el LDChip (Life detector Chip o Chip detector de vida) para analizar las muestras de los tres tapetes microbianos. El LDChip es un biochip basado en un catálogo de anticuerpos generados a partir de microorganismos que habitan en lugares extremos en la Tierra (altas y bajas temperaturas, alta radiación UV, bajo pH, alta salinidad, etc.). Este dispositivo forma parte del instrumento SOLID (Signs Of Life Detector o Detector de signos de vida), desarrollado por el CAB con el objetivo de formar parte de una futura misión de exploración planetaria para buscar restos de vida presente o pasada en Marte. Los resultados del LDChip en las muestras coincidieron con los de ADN en los principales grupos microbianos. "Es un buen resultado, y seguimos trabajando para incrementar el catálogo de anticuerpos y optimizar el instrumento", concluye María Ángeles Lezcano.

 

Fuente: UCC-CAB

 

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