Descubren extrañas formas de vida en rocas antiguas bajo el lecho marino

Un equipo de científicos ha abierto fragmentos de corteza oceánica y ha descubierto que estaban llenos de microbios, lo que sugiere que podrían sobrevivir formas de vida similares en otros planetas.

Monday, August 17, 2020,
Por Robin George Andrews
Muestra de roca

Muestra de roca de la expedición de 2010 al Pacífico sur en la que hallaron microbios viviendo en un lugar improbable: rocas antiguas bajo el lecho marino.

Fotografía de Caitlin Devor, The Unviersity of Tokyo

En 2013, el hallazgo de microbios en el interior de rocas volcánicas bajo el lecho marino en el Pacífico noroeste, sepultadas bajo más de 265 metros de sedimentos, sorprendió a los científicos. Las rocas se encontraban en el flanco de la falla volcánica donde habían nacido y aún eran lo bastante recientes y estaban lo bastante calientes como para provocar reacciones químicas intensas con el agua marina, reacciones de las que los microbios obtenían energía.

Sin embargo, otro equipo de investigadores ha descubierto células vivas dentro de una corteza oceánica fría mucho más antigua en medio del Pacífico sur. Aún se desconoce cómo consiguen sobrevivir estos microbios, pero parece que hay millones más que en la corteza más reciente en el mismo volumen de roca.

“La verdad es que no me lo podía creer”, contó el geólogo Yohey Suzuki de la Universidad de Tokio, recordando la primera vez que vio las finas secciones de rocas antiguas plagadas de células. Suzuki es el autor principal del nuevo estudio, publicado en Communications Biology.

Bacterias (en verde) observadas con un microscopio de fluorescencia en una muestra de roca que tomó el equipo bajo el lecho marino.

Fotografía de Yohey Suzuki, Universidad de Tokio

El hallazgo de vida microbiana en un lugar tan improbable respalda la posibilidad de que pueda estar presente por toda la corteza oceánica, una capa de roca tan gruesa como alto es el Everest y que abarca tres quintas partes de la superficie del planeta. También tiene implicaciones cósmicas: existen formaciones volcánicas similares en Marte, un planeta que en su día estuvo cubierto de agua, quizá incluso de un océano colosal.

Hace unos 4000 millones de años, el núcleo exterior de Marte dejó de agitarse, su campo magnético colapsó, el viento solar lo despojó de su atmósfera y se convirtió en un mundo desierto. Pero si en su día esa agua estaba llena de vida y parte de ella se introdujo bajo el suelo, podría existir vida en las grietas microscópicas de las rocas volcánicas sepultadas de Marte, como ocurre en la actualidad dentro de la corteza oceánica de la Tierra.

“Si existe un océano, la vida fluye por esas venas”, afirma María-Paz Zorzano, científica del Centro de Astrobiología-CSIC-INTA, que no participó en el nuevo trabajo.

La vida en una cinta transportadora global

La corteza oceánica se ha fabricado de forma casi continua a lo largo de 3800 millones de años en dorsales mediooceánicas, una red de volcanes que ocupa más de 64 000 kilómetros por todo el planeta. Esta lava recién enfriada, que en su mayoría está compuesta de una roca denominada basalto, aún está caliente y se mezcla con el agua marina fría. Las reacciones químicas que se generan proporcionan energía a la vida microbiana del lecho marino y, como ha quedado aclaro, bajo él.

Cerca de las dorsales mediooceánicas, la roca reciente y caliente está llena de diversos metales, como el hierro, en estados químicos que reaccionan con el oxígeno del agua de mar. Los microbios se aprovechan de este capricho de la química y fabrican su propia energía a partir de él.

Sin embargo, en los flancos de esas dorsales, el oxígeno del agua marina ha sido consumido por toda esa química previa. Las reacciones del agua y el basalto generan hidrógeno y, como informaron en 2013 el ecólogo de la Universidad de Aarhus Mark Lever y sus colegas, unos microbios que se ocultan dentro de la corteza oceánica de 3,5 millones de años utilizan este hidrógeno para convertir dióxido de carbono en materia orgánica.

Adentrándonos en esta cinta transportadora de corteza —con roca más joven forjada en las dorsales que empuja la roca más antigua conforme se fabrica— nos topamos con una roca fría envejecida y una carencia de ingredientes químicos fundamentales, así que las expectativas de vida microbiana son escasas. Pero eso no impidió que los científicos la buscaran.

En octubre de 2010, los investigadores viajaron a más de 643 kilómetros al oeste de las Islas Cook. En esta parte solitaria del vasto Pacífico sur, perforaron la corteza oceánica a 5800 metros bajo su barco.

Con la poca disponibilidad de nutrientes por encima del lugar donde perforaron, “apenas hay vida en el agua”, afirma Lever, que no participó en la nueva investigación. Es probablemente una de “las partes más muertas de los océanos del mundo”.

Extrajeron varios testigos de la corteza a más de 100 metros bajo el lecho marino en varios lugares; el más reciente tenía 13,5 millones de años y el más antiguo, 104 millones. Durante la década posterior, Suzuki y su equipo estudiaron minuciosamente las rocas y descubrieron que había vida en cada muestra, en muchas microfracturas llenas de arcilla y ricas en hierro.

Grietas llenas de vida

Para cerciorarse de que el agua marina no había contaminado las muestras, el equipo esterilizó la parte exterior de las rocas antes de abrirlas. Zorzano señala que las formas de vida del interior parecían ser las verdaderas habitantes de la corteza.

El hecho de que encontraran una comunidad vasta e hiperdensa de microbios dentro de estas rocas —un entorno aplastado a una presión equivalente a 580 atmósferas con pocos nutrientes y huecos obstruidos que habitar— prueba la naturaleza emprendedora de la vida microbiana.

Los perfiles genéticos sugieren que estas comunidades corticales están dominadas por bacterias heterótrofas. A diferencia de los ladrones de hidrógeno en la corteza oceánica joven, estos microbios no pueden sintetizar su propia comida y necesitan encontrar alimento en el entorno que los rodea. En este caso, parece que obtienen la energía de la materia orgánica.

La comida de los heterótrofos podría proceder de los desechos o los restos descompuestos de la vida marina que cae desde partes menos profundas del mar o de la degradación química no biológica de la propia corteza, como se ha observado en algunos respiraderos hidrotermales. Sea como fuere, se atrapa y se concentra en esas microfracturas rellenas de arcilla, lo que convierte la arcilla en un “material mágico” para la vida, indica Suzuki.

También hallaron microbios que consumen metano en estas antiguas rocas basálticas. Lever explica que se desconoce la fuente del metano, pero podría haberse formado en la corteza oceánica reciente a partir del dióxido de carbono atrapado. Entonces, quizá estas criaturas sobreviven a partir de restos de decenas de millones de años de antigüedad.

Vida extraterrestre

La existencia de comunidades microbianas en la corteza oceánica antigua también es un buen augurio para la posibilidad de la vida en el planeta rojo. Los basaltos oceánicos de la Tierra son químicamente similares a los basaltos de Marte, señala Arya Udry, científica planetaria de la Universidad de Nevada, Las Vegas, que no participó en el estudio.

¿Incrementa este nuevo hallazgo las posibilidades de que pueda encontrarse vida similar en lugares comparables de nuestro vecino planetario? “Por supuesto”, dice Lever. Aunque sus orígenes no están del todo claros, en Marte hay metano, lo que significa que esos microbios consumidores de metano que viven en la corteza bajo el Pacífico sur también podrían existir de alguna forma en el planeta rojo.

La esmectita, un mineral arcilloso que proporciona comida a muchos de los microbios terrestres, también se encuentra dentro y sobre los basaltos marcianos. “Si existió vida en Marte en el pasado, parece que también sería muy probable que exista en la actualidad en estos entornos a gran profundidad”, afirma Lever.

Y si sobreviven microbios dentro de Marte, protegidos de la radiación letal de la superficie del planeta, pronto podríamos encontrarlos, señala Zorzano. El róver Rosalind Franklin de ESA-Roscosmos, que despegará hacia Marte en 2022, aterrizará en un lugar plagado de arcillas ricas en moléculas orgánicas para buscar biofirmas. Y el róver Perseverance de la NASA, que se lanzó este julio, tomará decenas de muestras de roca de un cráter abundante en arcilla como parte de una iniciativa de una década para enviar muestras prístinas a la Tierra.

Las implicaciones de los nuevos hallazgos del estudio van mucho más allá de nuestro sistema solar. Muchos de los ecosistemas de la Tierra se construyeron sobre los cimientos de organismos fotosintéticos, a partir de algas que flotaban sobre el mar o las plantas que crecían en tierra firme. Pero estos microbios consumidores de metano podrían extraer energía solo de la corteza oceánica, en un ecosistema muy diferente, pero no menos exitoso.

La estrategia aparentemente inusual de estos microbios podría ser más común de lo que pensamos en el universo, indica Lever. “Cuando estudiamos otros lugares en el universo, puede que la vida fotosintética sea la excepción”.

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