Los posibles microbios en la fosa de las Marianas: una pista de la vida que podría albergar Europa, la luna de Júpiter

En 2012, durante la expedición de DEEPSEA CHALLENGE a la parte más profunda del océano, se observaron esteras que podrían ser comunidades de bacterias sobre las rocas.

Thursday, May 14, 2020,
Por Nadia Drake
Estructuras filamentosas

Durante la expedición de DEEPSEA CHALLENGE de 2012 a la fosa de las Marianas, se observaron estructuras filamentosas consideradas una comunidad microbiana en un afloramiento rocoso en el abismo de la Sirena, a unos 10 600 metros por debajo del nivel del mar.

Fotografía de Kevin Peter Hand

Cuando los científicos buscan vida en los rincones más inhóspitos de la Tierra (en fuentes termales ácidas, cámaras subterráneas sofocantes o rocas de cien millones de años bajo el fondo del mar), normalmente encuentran microorganismos adaptados a estos entornos extremos. Ahora, una investigación de la expedición DEEPSEA CHALLENGE al fondo de la fosa de las Marianas sugiere que los dominios más profundos del océano podrían albergar poblaciones de organismos diversos.

Mientras exploraban el abismo de la Sirena con un vehículo robótico, los científicos de la expedición descubrieron lo que consideran evidencias de una comunidad microbiana aferrada a las rocas. Ya se habían descubierto microbios y organismos más grandes, como anfípodos, en el lodo de la fosa de las Marianas. Sin embargo, a diferencia de otros seres vivos de este reino en el fondo del mar (que subsisten con la «nieve marina» de los organismos muertos y los restos que caen al fondo del mar), estos microbios parecen alimentarse de las sustancias químicas que se producen cuando las rocas del lecho oceánico reaccionan con el agua. El equipo ha informado de su hallazgo en la revista Deep-Sea Research I.

Como no dependen de los seres vivos que nadan a menos profundidad, estas esteras verdes y peludas fijadas a los afloramientos rocosos podrían ofrecer pistas sobre el tipo de formas de vida extraterrestre que podrían sobrevivir en el fondo de los océanos de las lunas del sistema solar exterior, como Europa, de Júpiter, y Encélado, de Saturno.

«Nos hacemos una idea de cómo podría existir la vida a miles de millones de kilómetros de nosotros ahora mismo. También podríamos hacernos una idea del pasado, de los albores de la vida misma», escribe por email James Cameron, coautor del estudio, director y explorador de National Geographic.

Es probable que los microbios sean la comunidad quimiosintética más profunda que se ha descubierto, ya que se alimentan de las moléculas emitidas por los procesos geológicos a más de 10 000 metros por debajo del nivel del mar. «El hallazgo de este supuesto ecosistema microbiano que prospera a base de quimiosíntesis en la región más profunda, oscura y con más presión de nuestro océano sirve de orientación sobre la posible habitabilidad en el océano de Europa», afirma Kevin Hand, astrobiólogo de la NASA, explorador de National Geographic y autor principal del nuevo estudio.

Sin embargo, Hand y otros expertos advierten que el descubrimiento, basado en imágenes del fondo marino y muestras de agua y sedimentos, debe confirmarse con una muestra de este material fibroso.

«En realidad no han obtenido una muestra de la estera», afirma Jenn Macalady, microbióloga de la Universidad del Estado de Pensilvania que ha observado comunidades microbianas de aspecto similar en cuevas subacuáticas, pero no participó en el nuevo estudio. Con todo, señala que es muy probable que estas esteras estén vivas.

«He visto cosas de aspecto muy similar en muchos lugares oscuros bajo tierra. Se parece mucho a lo que he observado en las cuevas inundadas del Caribe», afirma.

Un viaje al fondo del mar

La fosa de las Marianas, cerca de Guam en el oeste del océano Pacífico, es un abismo curvo en la veta tectónica donde la gigantesca placa del Pacífico se hunde bajo la placa de las Marianas. La fosa es tan profunda que si sumergiéramos el Everest en ella, su cima se encontraría más de 1600 metros de profundidad. Lo que sobreviva en la zona debe soportar la oscuridad perpetua, temperaturas que apenas superan los cero grados y presiones más de mil veces superiores a las de la superficie terrestre.

Hand y Cameron se adentraron en las aguas de la fosa de las Marianas en 2012 durante una expedición financiada por National Geographic. Durante ese viaje, Cameron realizó la primera inmersión en solitario a la parte más profunda de la fosa, el abismo de Challenger. En el fondo, a 10 916 metros por debajo el nivel del mar, se topó con un paisaje marino insípido dominado por sedimentos de color beige y escasas señales de vida.

«No descubrimos mucha vida de escala visible en el fondo del abismo de Challenger», afirma Cameron. Más adelante, durante la misma expedición, el equipo envió un aterrizador operado de forma remota del tamaño de una cabina telefónica al abismo de la Sirena, una parte vecina de la fosa con una profundidad de 10 677 metros. Eligieron este lugar (el tercero más profundo del océano) porque presenta actividad sísmica, podría tener actividad volcánica y es probable que sea más rica en nutrientes que otras partes de la fosa debido a las corrientes oceánicas.

En conjunto, estas cualidades sugieren que el abismo de la Sirena podría albergar «una presencia biológica más vigorosa que otras zonas de la fosa de las Marianas», afirma Patricia Fryer, de la Universidad de Hawái, coautora del nuevo estudio que ha estudiado en profundidad esta parte de la fosa.

Reacciones químicas en las profundidades

Las cámaras del aterrizador, que acabaron posándose en una pendiente, revelaron el primer ejemplo de algo que no eran sedimentos turbios cerca del fondo de la fosa. Una pila de rocas (un afloramiento que sobresalía entre los sedimentos o un montón de escombros desprendidos de un acantilado) dio la bienvenida al aterrizador. Fuera lo que fuese, es probable que las rocas se forjaran en el horno del manto terrestre y que el movimiento de la corteza las impulsara hacia arriba.

«Hasta esta inmersión, no teníamos indicios de rocas autóctonas (afloramientos o bloques del talud) a esa profundidad», afirma Hand. «Es importante porque queremos comprender el contexto geológico y geoquímico de lo que podría ayudar a sobrevivir a cualquier ecosistema microbiano que exista ahí abajo».

Sin acceso a la luz solar para realizar la fotosíntesis, los microbios tienen dos de formas de salir adelante. «Pueden ser recicladores y consumir alimentos ya fabricados» —por ejemplo, comida que ha caído de las aguas iluminadas cerca de la superficie— «o vivir de las rocas y del material disuelto en el agua», afirma Macalady.

El primer tipo de microbio se descubrió hace décadas en la fosa de las Marianas. Pero el nuevo estudio aporta evidencias del otro tipo de vida, la que sale adelante a partir de las reacciones químicas de las rocas.

En las cuevas y en otros rincones oscuros del planeta donde las rocas ricas en magnesio y hierro entran en contacto con el agua salada, se ha demostrado que una reacción química denominada serpentinización sustenta los metabolismos microbianos. La reacción produce una pequeña cantidad de calor y genera compuestos como metano e hidrógeno de los que pueden alimentarse los metabolismos microbianos.

«Las comunidades de bacterias que viven de la serpentinización son un tema totalmente diferente y son capaces de existir allí donde la vida que depende de la luz del sol no puede», explica Cameron.

El equipo descubrió indicios claros de serpentinización en las rocas del abismo de la Sirena, tanto en la composición química del agua marina como en las alteraciones visibles de las propias rocas. Por consiguiente, el sitio parece contar con el combustible que necesitan los microbios quimiosintéticos. Y aunque las presiones de esta parte del océano son lo bastante elevadas como para aplastar un submarino militar, los microbios son tan diminutos que «les importan un bledo» estas fuerzas extremas, explica Penelope Boston, astrobióloga del Centro de Investigación Ames de la NASA que no participó en el estudio.

Una imagen de una muestra del abismo de las Sirenas obtenida con un microscopio electrónico de barrido. Se observan filamentos asociados a estructuras ricas en carbono, interpretados como una posible evidencia de grupos de microbios.

Fotografía de Kevin Peter Hand

Imágenes de vida

Cuando el equipo aumentó las imágenes sacadas por el vehículo robótico, apareció algo peculiar: filamentos verdosos, mustios y digitiformes aferrados a las rocas. El equipo sospecha que este conjunto es una estera microbiana, una estructura compleja de varias capas de bacterias.

«En un principio, las llamábamos rocas barbudas del abismo de la Sirena, porque parece una barba en el fondo del mar», afirma Hand.

El equipo sospecha que, si realmente se trata de esteras microbianas, se alimentarían exclusivamente de los subproductos químicos de la serpentinización y sobrevivirían independientemente de la materia que cae desde la superficie. Al depender de la energía y las sustancias químicas producidas por los procesos geológicos en el lecho marino, estos microbios podrían ser similares a la vida primitiva de la Tierra o a los microbios que podrían existir en el océano sepultado bajo el hielo de Europa, la luna de Júpiter. Hand indica que allí el el océano alcanza una profundidad de 150 kilómetros, pero como la luna tiene menos gravedad significaría que la presión es casi la misma que la del fondo marino de la Tierra.

«El descubrimiento de la Sirena nos desvela lo que podríamos encontrar bajo los océanos alienígenas, pero es solo un primer vistazo», afirma Cameron. «Al estudiar las mayores profundidades de nuestro océano, aprenderemos a construir los vehículos y los instrumentos necesarios para explorar esas profundidades extraterrestres».

Hand explica que los supuestos microbios de la fosa de las Marianas podrían incluso ser la base de una cadena trófica en la parte más profunda y oscura del mar y alimentar a otras criaturas, como los anfípodos. Con todo, sin una muestra del material los científicos no pueden afirmar con total seguridad que las estructuras son microbios vivos.

«He pasado mucho tiempo observando el fondo marino, pensando que un objeto era una cosa u otra, y normalmente me equivoco cuando lo hago con la lente de una cámara o por un ojo de buey», cuenta Julie Huber, del Instituto Oceanográfico Woods Hole, que no participó en el estudio. «Tomar y estudiar físicamente una muestra es importantísimo».

Las tentadoras evidencias del agua marina recogida por el vehículo robótico sugieren la presencia de numerosas especies microbianas cerca de las rocas peludas. Estas especies son comunes en otras partes de las profundidades del océano y entre ellas figuran miembros de las familias Rhodobacteraceae y Shewanellaceae.

«La fosa de las Marianas es muy profunda, pero es el fondo del mar», afirma Boston. «Así que no es que sea un fondo del mar diferente, sino un fondo más profundo. Desde el punto de vista de los microbios, probablemente sea un lugar fantástico para vivir».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.

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