Los microbios son los organismos vivos más pequeños que se conocen en la Tierra y se pueden encontrar prácticamente en todas partes, incluso en las frías condiciones de Marte en las cuevas de lava.
En la isla de Hawái, los científicos encontraron recientemente una maravillosa variedad de nuevos microbios que prosperan en cuevas geotérmicas, tubos de lava y fumarolas volcánicas.
Éste estructuras subterráneas se formaron hace entre 65 y 800 años y reciben poca o ninguna luz solar. También pueden contener minerales y gases tóxicos. Sin embargo, las alfombras microbianas son una característica común de cuevas de lava hawaianas.
Las muestras de estos tapetes, tomadas entre 2006 y 2009 y luego entre 2017 y 2019, revelan formas de vida aún más únicas de lo esperado. Cuando los investigadores tomaron 70 muestras para un gen de ARN únicoa menudo utilizado para identificar la diversidad y abundancia microbiana, no pudo vincular los resultados con géneros o especies conocidos, al menos no con mucha confianza.
Los autores del estudio escribieron:
«Esto sugiere que las cuevas y las fumarolas son ecosistemas diversos y subdesarrollados».
Las biopelículas verdes y moradas y las esteras microbianas son comunes en los sitios activos geotérmicos en la isla de Hawái y, a menudo, contienen la cianobacteria Gloeobacter kilaueensis, un grupo único de cianobacterias que no recolectan luz usando tilacoides; en cambio, la fotosíntesis ocurre en la membrana plasmática. Crédito: Stuart Donachie
Los microbios, después de las plantas, son responsables de la mayor parte de la biomasa de nuestro planeta y de casi toda la biomasa en las profundidades subterráneas de la Tierra. Sin embargo, debido a que estos organismos son tan pequeños y viven en ambientes tan extremos, históricamente los científicos los han pasado por alto.
En los últimos años, los microbios subterráneos han ganado más interés porque viven en ambientes muy similares a los que se encuentran en Marte. Pero aún hay un largo camino por recorrer.
Estimaciones recientes sugieren que el 99,999% de todas las especies microbianas siguen siendo desconocidas, lo que lleva a algunos a referirse a ellas como «materia oscura“.
La nueva investigación de Hawái subraya cuán oscuras son estas formas de vida.
La diversidad entre las ubicaciones varió. los tubos de lava más antiguosentre 500 y 800 años, albergaba poblaciones de microbios más diversas que los sitios geotérmicos activos o con menos de 400 años.
Si bien estos sitios más antiguos eran más diversos, los sitios de muestreo más jóvenes y más activos tenían interacciones microbianas más complejas, probablemente debido a una menor diversidad. Los microbios pueden necesitar trabajar juntos para sobrevivir mejor.
Una formación de estalactitas en un sistema de cuevas de Hawái de este estudio con minerales de cobre y colonias microbianas blancas. Aunque el cobre es tóxico para muchos organismos, esta formación alberga una comunidad microbiana. Crédito: Kenneth Ingham
Los investigadores sospechan que los microbios tardan en colonizar los basaltos volcánicos y que, a medida que cambia el entorno que los rodea, también cambia la estructura de su comunidad. Por ejemplo, en cuevas más frías, Proteobacteria y Actinobacteria son más comunes.
rebeca prescottmicrobiólogo en Universidad de Hawái en Manoa, dijo en un comunicado:
“Esto nos hace preguntarnos si los ambientes extremos ayudan a crear comunidades microbianas más interactivas, con microorganismos más interdependientes. Y si es así, ¿qué pasa con los entornos extremos que ayudan a crear esto?
En las cuevas de lava más jóvenes, los microbios solían estar más separados. Esto sugiere que la competencia es una fuerza más poderosa en entornos más duros, lo que reduce la probabilidad de que coexistan especies estrechamente relacionadas.
En casi todos los depósitos, independientemente de la edad, se encontraron diferentes clases de bacterias, como Chloroflexi y Acidobacteria.
Estos microbios parecen ser actores clave en sus comunidades. Los autores las llaman especies «cenizas», porque reúnen a otros microbios.
Es posible que los microbios cloroflexión proporcionar fuentes de carbono en el ecosistema mediante el aprovechamiento de la energía de la luz en condiciones relativamente oscuras.
dr. Diana Northup de la Universidad de Nuevo México, EE. UU. (coautora de este estudio) trabaja con Emily Davis y Kat Richardson en una cueva hawaiana en el distrito de Ka’u en la isla de Hawái. Crédito: Kenneth Ingham
Pero por ahora, eso es solo especulación. Dado que solo se secuenció parcialmente un solo gen en el estudio, Prescott y sus colegas no pueden decir cuál es el papel de un microbio en particular en su comunidad subterránea.
Prescott dijo:
En general, este estudio ayuda a ilustrar la importancia de estudiar los microbios en cocultivo, en lugar de cultivarlos solos (como aislados). En el mundo natural, los microbios no crecen de forma aislada. En cambio, crecen, viven e interactúan con muchos otros microorganismos. en un mar de señales químicas provenientes de esos otros microbios, que pueden alterar su expresión genética e influir en sus funciones en la comunidad”.
Los resultados de la investigación han sido publicados en Fronteras en Microbiología.
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