Los sedimentos que se encuentran por debajo de los fondos oceánicos son hábitats muy duros: la temperatura y la presión aumentan constantemente con la profundidad, y el suministro de energía cada vez es más escaso. A pesar de estas condiciones, se sabe que existen microorganismos, Como bacterias y arqueas, capaces de sobrevivir a Varios kms de profundidad, en la aún poco entendida biosfera profunda. Pero, ¿dónde están los límites de la vida y qué factores los determinan? Según un elenco internacional formado por investigadores de nueve países, la clave podría estar en la temperatura. Y han hallado microorganismos que se abren paso aun a temperaturas de 120 grados. Los resultados de su investigación se acaban de publicar en «Science». Científicos de la Agencia Nipona de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre (JAMSTEC) y MARUM-Centro de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen se propusieron responder a La siguiente pregunta: ¿a qué profundidad bajo el lecho marino hace tanto calor que la vida microbiana ya no es posible? Los microorganismos termófilos pueden existir cómodamente a temperaturas de hasta 80 grados Celsius. Aun se sabe A partir de hace unas décadas que hay bacterias hipertermófilas y arqueas que prosperan a temperaturas Todavía más altas, y que en condiciones ideales de laboratorio pueden llegar a sobrevivir hasta a 122 grados Celsius, No obstante por un corto periodo de tiempo. No obstante, ¿dónde está la línea que separa la vida? Para estudiar de qué manera el calor extremo afecta a los microorganismos de la biosfera profunda es preciso llegar hasta los fondos oceánicos y perforar. Una labor complicada. «Sólo unos pocos lugares de perforación científica han alcanzado profundidades en las que las temperaturas de los sedimentos superan los 30 grados Celsius», explica Kai-Uwe Hinrichs, investigador de MARUM y dirigente del estudio. Es por ello que hubo que esperar hasta 2016 y que la Expedición T-Limit, del programa de perforación IODP (International Ocean Discovery Program), revelase nuevos datos. «El objetivo era excavar un agujero de 1.000 mts de profundidad en los sedimentos para llegar a una temperatura de 120 grados Celsius. Y lo logramos». Un desafío tecnológico
El primer escollo viajó ubicar el sitio ideal: los 120 grados Celsius se acostumbran a dar a unos 4 kilómetros por debajo del fondo del mar. Es por ello que se seleccionó una zona concreta en el canal Nankai, frente a la costa de Japón, con un gradiente geotérmico -variación de temperatura que aumenta con la profundidad- más elevado que la media. Así, con un agujero de Solo 1,18 kilómetros se consiguió llegar a los 120 grados Celsius deseados. Desde acá, se mostró un planeta inesperado: «Sorprendentemente, la densidad de población microbiana colapsó a una temperatura de 45 grados», explica Fumio Inagaki, del JAMSTEC y coautor del estudio. «Es fascinante: en el fondo del océano, a altas temperaturas, hay amplios intervalos de profundidad que casi no tienen vida. Pero después pudimos advertir células y actividad microbiana de nuevo en zonas más profundas, aun más calientes, hasta una temperatura de 120 grados». Ciertas bacterias tienen métodos muy refinados de supervivencia. Se componen de células vegetativas que, en Algunas condiciones extremas en las que la bacteria no sobreviviría, pueden producir endosporas, un nuevo tipo de célula que queda en estado latente. En esta especie de «sueño profundo», pueden resistir Durante mucho tiempo, hasta la fecha en que se dé un Entorno más propicio y, entonces, reactivarse. Los estudiosos observaron que, al paso que la concentración de células vegetativas (bacterias) disminuía bruscamente a más de 50 grados Celsius, la concentración de endosporas (células latentes que pueden regresar a la vida) aumentaba de forma rápida hasta alcanzar un pico a 85 grados Celsius. A partir de aquí, se encontraron células microbianas -pero no endosporas- hasta los 120 grados Celsius mentados, Si bien el número era mucho menor. Micrografía de fluorescencia de células microbianas submarinas profundas detectadas en la perforación. Las células se tiñeron con un tinte verde fluorescente. Izquierda: Células microbianas separadas de una muestra de núcleo de sedimento a una profundidad de 652,0 ma 76 ° C. Derecha: una célula microbiana detectada Desde una muestra de núcleo de sedimento a una profundidad de 1176,8 ma 120 ° C (una célula en el centro de la imagen). La escala señala 20 micrómetros (1/50 de milímetro). – JAMSTEC / IODP
La pregunta en seguida es: ¿se podrían extrapolar estos resultados a profundidades mayores en las que el gradiente geotérmico es menor? «Nuestro estudio sugiere que la vida puede existir potencialmente en sedimentos calientes a 120° C, incluso a mayor profundidad. Ya demostramos en 2015 la existencia de vida a 2,5 kms de profundidad bajo parte superficial a unos 60° C frente a la península de Shimokita. Aunque, esta investigación Además muestra abruptos cambios en intervalos de profundidad que son estrechos. Requerimos comprender mejor los procesos Ya antes de que podamos extrapolar nuestros hallazgos a mayores profundidades y temperaturas más altas», explica Hinrichs a ABC. Vida y muerte coexistiendo debajo del fondo del mar
«Los hallazgos son sorprendentes. Exhiben que, en la biosfera profunda, los límites letales coexisten con las oportunidades de supervivencia. No esperábamos eso», asevera Verena Heuer de MARUM, otra de las autoras del estudio. «Con cada expedición se progresa en los métodos técnicos y analíticos; estudiosos con diversos antecedentes y nuevas ideas se unen cada vez para contestar una pregunta científica. Y eso es fascinante. Cada nuevo agujero abre una ventana a nuevos conocimientos».