Hallan cianobacterias a 600 metros de profundidad bajo el río Tinto

La Faja Pirítica Ibérica, en el suroeste de España, parece el plató cinematográfico de un mundo extraterrestre. Los lagos oxidados salpican el paisaje abundante en hierro. El río Tinto, cuyo nombre se debe a su vivo color rojizo, destaca sobre las rocas apagadas. Pero si profundizas un poco, puedes encontrar cosas aún más raras.

Se han descubierto cianobacterias que viven a casi 600 metros bajo la superficie del extraño paisaje, donde escasean la luz solar, el agua y los nutrientes. Los investigadores creían que estos microbios solo podían sobrevivir con los rayos del sol, aunque son un grupo bastante versátil en otros sentidos: los han descubierto vivos en casi todos los rincones del planeta.

«Vas al desierto, hay cianobacterias; vas al mar, hay cianobacterias. Vas a la Estación Espacial Internacional y pueden subir y bajar a los microbios, y sobreviven», afirma Fernando Puente-Sánchez, investigador posdoctoral del Centro Nacional de Biotecnología en España. «El hábitat que nunca habíamos comprobado era el subsuelo».

Las cianobacterias desempeñan un papel importante en la historia terrestre. Fueron las responsables de bombear oxígeno a la atmósfera, allanando el camino para que la vida nadase, reptase, galopase y volase por el planeta. De ahí que el nuevo estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, haga que los científicos reconsideren qué puede sobrevivir a gran profundidad y quizá hasta qué tipo de criaturas podríamos rastrear en nuestra búsqueda de vida en Marte y más allá.

Explorando las profundidades

Inicialmente, Puente-Sánchez, que completó la investigación siendo estudiante de posgrado en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) en España, no buscaba cianobacterias en los testigos de rocas que había extraído de la faja pirítica. En lugar de eso, el equipo esperaba descubrir bacterias similares a las observadas en la superficie, entre ellas los tipos de microbios que oxidan hierro y azufre.

 «Pero, en realidad, no las encontramos», afirma. Las cianobacterias se encontraban presentes en las rocas, por todas partes. Al principio, pensamos que se trataba de un error. Recuerda esa preocupación: «Mi doctorado no va a ninguna parte, mi tutor va a matarme».

Los controles ayudaron al equipo a determinar que los microbios no procedían de la contaminación por el fluido de perforación ni de su procesamiento en el laboratorio. Y las cianobacterias no se descubrieron en lugares aleatorios, como sería de esperar si las muestras hubieran estado rociadas de líquido contaminado. Se encontraban congregadas junto a las fracturas de la roca, sobreviviendo en diminutos embolsamientos de aire.

El equipo también confirmó que las células estaban vivas y que no eran restos arrastrados a las profundidades empleando un método conocido como CARD-FISH, que ayuda a identificar el material genético de la fábrica de proteínas de la célula, conocida como ribosoma. Si una célula muere, el delicado material se descompone rápidamente.

Sin embargo, esa confirmación planteó nuevas preguntas: «¿Qué están haciendo ahí? ¿Cómo sobreviven?», se pregunta Puente-Sánchez.

No debes temer a la oscuridad

Las cianobacterias no parecen ser muy diferentes al mismo tipo de microbios que vive en la superficie. Los análisis metagenómicos sugieren que se trata de descendientes de linajes que habitan en rocas y que sobreviven en entornos difíciles, como el desierto o cuevas sombrías.

Pero, hasta en las cuevas más oscuras, se creía que las cianobacterias captaban parte de los escasos fotones que rebotan en el espacio y empleaban la energía solar para repartir el agua y generar electrones durante la fotosíntesis. Entonces ¿cómo sobreviven sin luz las cianobacterias?

Estas cianobacterias parecen alimentarse principalmente de hidrógeno, como evidencia la falta de este en las partes de los testigos donde abundan las cianobacterias. El gas es una fuente de alimento habitual para los microbios, sobre todo para aquellos en el subsuelo con pocas alternativas.

Sin embargo, las cianobacterias del subsuelo parecen estar procesando y liberando electrones de hidrógeno mediante una maquinaria cooptada que sus parientes superficiales emplean para la fotosíntesis. En particular, los microbios parecen aprovechar la «válvula de seguridad» del sistema, un mecanismo de liberación de electrones que produce pequeñas cantidades de energía.

Los microbios de la superficie no necesitan esta energía adicional gracias a la abundancia de luz solar y solo dependen de la válvula para evitar que las células se frían cuando la luz es excesiva. Pero las cianobacterias del subsuelo parecen sobrevivir a partir de sorbitos de energía, resultado de la liberación de electrones de la válvula.

Jugárselo todo a una carta

«Es una idea fantástica. No tienen que remplazar gran parte de sus mecanismos para hacer esto», afirma Jennifer Biddle, ecóloga microbiana de la Universidad de Delaware que no participó en la investigación.

Aun así, reutilizar el sistema de fotosíntesis no es necesariamente una sorpresa, según Virginia Edgcomb, microbióloga de la biosfera marina y subterránea que tampoco participó en el estudio. Los microorganismos que viven en entornos duros tienen que adaptarse para sobrevivir.

«Es como la analogía de las cartas», explica. «No tiene sentido jugárselo todo a una sola carta, porque tienes que ser flexible. Debes ser capaz de usar elementos diferentes como fuentes de carbono, elementos diferentes como aceptores de electrones, porque quizá tus condiciones te limiten o sean impredecibles».

Tanto Biddle como Edgcomb añaden que ya habían observado antes indicios de cianobacterias en antiguas muestras del subsuelo, pero hasta ahora estos microbios se solían ignorar o se los veía como contaminantes.

«Antes de este estudio, no existían pruebas sólidas de que las cianobacterias no fueran contaminantes en muestras de biosferas del subsuelo», afirma Edgcomb.

Indicios de vida marciana

Según Puente-Sánchez, el nuevo hallazgo podría tener implicaciones en la búsqueda de vida extraterrestre. La región del río Tinto en particular se ha considerado durante mucho tiempo una análoga de Marte por su abundancia de minerales de hierro y azufre, similar a la observada en el planeta rojo.

Este reciente estudio pone de relieve la adaptabilidad de la vida y la posibilidad de comunidades marcianas subterráneas, ocultas de la dañina radiación de la superficie. Se prevé el lanzamiento de dos rovers en 2020 para buscar señales de vida en Marte: el ExoMars, de la Agencia Espacial Europea, y el Mars 2020, de la NASA. Ambos cuentan con taladros para recopilar testigos de rocas en busca de antigua vida microbiana, pero quizá extraigan algo más reciente.

«No estoy afirmando que existan cianobacterias en Marte», afirma Puente-Sánchez, insistiendo en que debemos abrir la mente respecto a lo que podríamos desarrollar fuera de nuestro planeta. «Lo que consideramos un entorno terrible —como el subsuelo, como Marte— puede ser viable para la vida».

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