La vida al l¨ªmite

Supongamos que llega a la Tierra una expedici¨®n cient¨ªfica extraterrestre para clasificar la vida en el planeta. Supongamos tambi¨¦n que van al grano. O mejor, al peso. Los microorganismos ser¨ªan los primeros de su lista: todos juntos suman m¨¢s de la mitad de la biomasa terrestre. Y entre ellos los primer¨ªsimos, por m¨¢s numerosos, ser¨ªan los que viven bajo el fondo marino, enterrados hasta un kil¨®metro de profundidad. Es decir, en t¨¦rminos de biomasa, la mayor parte de la vida del planeta es subterr¨¢nea y microsc¨®pica. Los bi¨®logos llevan de sorpresa en sorpresa varias d¨¦cadas, desde que empezaron a darse cuenta de que muchos seres vivos no comparten para nada su definici¨®n de "condiciones ideales para la vida". Porque, adem¨¢s de bajo tierra, han encontrado organismos que viven en ¨¢cido, en el hielo, en agua a m¨¢s de 100 grados, en ambientes con alt¨ªsima radiaci¨®n? En lugares tradicionalmente considerados est¨¦riles. La moraleja de estos hallazgos es que ahora, como dice el microbi¨®logo Ricardo Amils, "la comunidad cient¨ªfica entiende que no conocemos los l¨ªmites de la vida".

Hay una bacteria capaz de soportar una dosis de radiaci¨®n 10.000 veces superior a la que matar¨ªa a un humano

Seg¨²n la NASA, algunos de estos organismos extrem¨®filos podr¨ªan sobrevivir en Marte "semanas e incluso a?os"

Pero no hay que dejarse enga?ar. Ese reconocimiento de la propia ignorancia es ante todo un desaf¨ªo. Una vez que se han demostrado err¨®neas las viejas ideas sobre d¨®nde hay y no hay vida, los cient¨ªficos no paran de descubrir h¨¢bitats ins¨®litos. La vida extrem¨®fila empieza a salir a la luz. "La sorpresa viene del concepto homoc¨¦ntrico que tenemos los bi¨®logos sobre la vida, o, mejor dicho, que ten¨ªamos", dice Amils, profesor de la Universidad Aut¨®noma de Madrid, aunque, como el propio t¨¦rmino extrem¨®filos revela, el antropocentrismo se resiste a desaparecer. "Para un microorganismo que crece en la botella de sulf¨²rico o en un g¨¦iser, los raros somos nosotros", a?ade Amils. El equipo de este investigador estudia en Riotinto, en Huelva, todo un ecosistema formado en torno a seres que viven en ¨¢cido y comen hierro. Admite que a¨²n no han dejado de sorprenderle: "Te permiten descubrir cosas nuevas todos los d¨ªas, eso es lo que m¨¢s me emociona de mi trabajo".

Tambi¨¦n hay una excusa t¨¦cnica que explica que se tardara tanto en descubrir a los ubicuos extrem¨®filos. Sucede que hasta hace poco s¨®lo se pod¨ªa estudiar los microorganismos que se cultivaban en el laboratorio, lo que supon¨ªa cerrar los ojos a un sinf¨ªn de especies no cultivables o cultivables con m¨¦todos ingenuamente pensados para seres con gustos parecidos a los nuestros. As¨ª se entiende tambi¨¦n que hoy se conozca tan poco, tal vez s¨®lo el 1%, de la biodiversidad microbiana. Ahora las cosas han cambiado gracias no s¨®lo a nuevas t¨¦cnicas de cultivo, sino a que la moderna biolog¨ªa molecular permite estudiar extrem¨®filos sin cultivarlos.

Pero vamos al principio de la historia. Aunque hay extrem¨®filos que se conocen hace tiempo, su actual auge empez¨® tras varios descubrimientos cruciales. En los a?os sesenta, el bot¨¢nico y microbi¨®logo Thomas Brock descubri¨® en los g¨¦iseres del parque de Yellowstone (EE UU) -el mismo del oso Yogui- microorganismos en agua hasta entonces considerada demasiado caliente para albergar vida. El primero tard¨® a?os en publicarse: Sulfalobus acidocaldarius, que es una arquea -un tipo de ser unicelular completamente distinto de las bacterias- que vive en un medio ¨¢cido y a 80 grados. "La presencia de criaturas vivas en agua tan caliente que quema es realmente sorprendente", ha escrito Brock. "Pero m¨¢s impresionante incluso es que estos organismos no s¨®lo sobreviven, sino que proliferan. Est¨¢n tan bien adaptados a este calor que no pueden vivir en ninguna otra parte".

En 1977 hubo otro hallazgo impactante, esta vez bajo el mar y concretamente en la dorsal meso-oce¨¢nica, la cordillera submarina que se forma donde las placas tect¨®nicas se est¨¢n separando y donde se genera corteza terrestre nueva a partir del magma que aflora del interior. A m¨¢s de dos kil¨®metros de profundidad, donde no llega la luz del sol y el agua est¨¢ a menos de cuatro grados, el peque?o submarino cient¨ªfico tripulado Alvin -que, por cierto, particip¨® en la b¨²squeda de las bombas de Palomares en 1966- descubri¨® un ex¨®tico oasis en torno a las llamadas chimeneas hidrotermales, g¨¦iseres submarinos que expulsan agua a m¨¢s de 400 grados. Hab¨ªa extra?os gusanos gigantes sin boca ni ano de hasta tres metros de largo, cangrejos ciegos, colonias de algo parecido a mejillones? Es el hallazgo del que dice sentirse m¨¢s orgulloso el veterano Robert Ballard, pionero de la exploraci¨®n a grandes profundidades -fue el que encontr¨® el Titanic hundido, tambi¨¦n con el Alvin- y jefe de aquella expedici¨®n. "Antes de nuestro descubrimiento cre¨ªamos que toda la vida en nuestro planeta era debida al sol: las plantas capturan la energ¨ªa del sol y la convierten en materia org¨¢nica que comen los animales. Pero entonces descubrimos en la oscuridad total, en un mundo distinto de todo lo que podemos imaginar, criaturas que viven no del sol, sino de la energ¨ªa de la propia tierra?", ha escrito Ballard. Las criaturas de ese oasis comen compuestos minerales. Por primera vez topaban los cient¨ªficos con un ecosistema independiente del sol.Enseguida empieza el aluvi¨®n de nuevos hallazgos, y tambi¨¦n se presta m¨¢s atenci¨®n a los viejos conocidos. Los investigadores analizan extrem¨®filos con habilidades propias de c¨®mic de superh¨¦roes. Hay arqueas, bacterias y algas que sobreviven en agua saturada en sal. Est¨¢n los animales m¨¢s fr¨ªos -no todos los extrem¨®filos son microsc¨®picos-: una mosca que est¨¢ activa a -18?C, y el gusano Panagrolaimus davidi, que aguanta la congelaci¨®n de toda el agua de su cuerpo. Y est¨¢ la supercampeona de la resistencia: Deinococcus radiodurans, alias Conan la Bacteria, capaz de soportar dosis de radiaci¨®n 10.000 veces superior a la que matar¨ªa a un humano. Los cient¨ªficos a¨²n no tienen muy claro qu¨¦ puede haberla hecho evolucionar hasta ser tan resistente.

Es s¨®lo una de las muchas preguntas que generan los extrem¨®filos. Otra: ?c¨®mo hacen lo que hacen? En algunos casos se sabe, en otros no. D. radiodurans, por ejemplo, tiene una capacidad ins¨®lita de reparar ADN da?ado. Y muchos hiperterm¨®filos -amantes del calor- evitan que su ADN y sus prote¨ªnas degeneren a altas temperaturas.

Otra pregunta: ?C¨®mo sacar provecho a estas habilidades? Los expertos reconocen infinidad de aplicaciones, algunas ya palpables. De Yellowstone procede Thermus aquaticus, la bacteria due?a de una enzima que ha hecho posible el actual boom de la gen¨¦tica -sin ella no existir¨ªa la fotocopiadora de genes, la PCR, una t¨¦cnica esencial para la gen¨¦tica-. A Thermus aquaticus se refer¨ªa Brock cuando escribi¨® que "los organismos de Yellowstone con el mayor impacto econ¨®mico en la sociedad son invisibles". Pero es s¨®lo uno de muchos ejemplos. Los extrem¨®filos se han usado o se usar¨¢n para limpiar contaminaci¨®n, en detergentes, para dar a los vaqueros aspecto de lavados, en las industrias alimentaria y farmac¨¦utica, en las papeleras, en biominer¨ªa, etc¨¦tera.

Y, por supuesto, los extrem¨®filos tambi¨¦n han dado sin querer un empuj¨®n a la b¨²squeda de vida en otros planetas: Si pueden vivir aqu¨ª en ambientes tan inh¨®spitos, ?por qu¨¦ no en Marte? "El descubrimiento de los extrem¨®filos ha hecho m¨¢s plausible la b¨²squeda de vida extraterrestre, e incluso la posibilidad de la panspermia, el transporte de vida de un planeta a otro", se?ala Lynn Rothschild, del centro Ames, de la NASA, en Science. Seg¨²n esta investigadora, ya se ha demostrado que algunos de estos organismos podr¨ªan sobrevivir en Marte "semanas e incluso a?os", y tambi¨¦n a las dur¨ªsimas condiciones del viaje interplanetario. Aunque tal vez lo m¨¢s emocionante es que los extrem¨®filos podr¨ªan encerrar la clave del origen de la vida en la Tierra. A la luz de las nuevas observaciones, muchos apuestan por que el primer terr¨ªcola obten¨ªa su energ¨ªa como lo hacen hoy las criaturas de las chimeneas hidrotermales o como los que hay en Riotinto o bajo los sedimentos marinos.

01 Conservados en salmuera

En el Mioceno, hace cientos de millones de a?os, se depositaron grandes cantidades de sal en varias cuencas de lo que hoy es el Mediterr¨¢neo, no lejos de las costas de Sicilia. Ahora, la sal sigue ah¨ª, formando bolsas de agua 10 veces m¨¢s salada de la media a cuatro kil¨®metros de profundidad, sin ox¨ªgeno y a una presi¨®n 400 veces la del nivel del mar. A cuatro de estos para¨ªsos, que empezaron a descubrirse a principios de los ochenta, ha acudido un equipo de investigadores franceses, brit¨¢nicos, holandeses, alemanes, griegos e italianos, dentro del programa Biodeep, financiado por la UE. Y han descubierto que, en contra de lo esperado, estas cuencas bullen de actividad biol¨®gica. "Hemos encontrado unos 400 microorganismos distintos, la mayor¨ªa bacterias", explica por correo electr¨®nico Terry J. McGenity, del departamento de Ciencias Biol¨®gicas de la Universidad de Essex y uno de los miembros del equipo, que public¨® el hallazgo en la revista Science el pasado mes de enero.

Los investigadores est¨¢n especialmente sorprendidos por la fosa Discovery, la ¨²ltima en ser descubierta (en 1997) y uno de los ambientes salinos m¨¢s extremos del planeta, casi saturado en sales de magnesio. En ella han detectado "una comunidad microbiana ¨²nica, con un activo metabolismo". Para McGenity, "esta evidencia preliminar de vida en la fosa Discovery tiene implicaciones interesantes para la vida en otros planetas, sobre todo teniendo en cuenta el hallazgo reciente de sales de magnesio en Marte y la posibilidad de un oc¨¦ano rico en magnesio bajo la superficie de Europa, una de las lunas de J¨²piter".

02 A punto de hervir

A varios kil¨®metros de profundidad en el fondo marino el punto de ebullici¨®n del agua sube, por la presi¨®n. O sea que la arquea Pyrolobus fumari, campeona en soportar calor, no vive en agua hirviendo, aunque su temperatura ideal sean 113 grados. Pyrolobus habita en los infierno-oasis que son las chimeneas hidrotermales, lo mismo que quien la sigue en la categor¨ªa de animales, el gusano de Pompeya (Alvinella pompejana), que vive a 80 grados. ?C¨®mo puede haber tanta vida tan lejos de la luz del Sol? La clave est¨¢ en microorganismos capaces de alimentarse de los gases que emiten las chimeneas hidrotermales, como el sulfuro de hidr¨®geno, t¨®xico para los humanos. Los gusanos gigantes (Riftia pachyptila) no necesitan boca porque albergan en su interior miles de millones de bacterias que sintetizan la comida para ellos.

Hace poco, las chimeneas hidrotermales han vuelto a dar una sorpresa. Se sab¨ªa ya que el agua en estos h¨¢bitats tiene un sutil¨ªsimo brillo invisible para el ojo humano, debido a los procesos geot¨¦rmicos. En junio, investigadores de EE UU y Canad¨¢ hallaron un microorganismo capaz de usar esa luz para hacer fotos¨ªntesis. Otro indicio a favor de la tesis que defienden muchos expertos en extrem¨®filos: "Es probable", dice Amils, "que en la mayor¨ªa de los nichos en los que se pueda desarrollar vida, ¨¦sta se desarrolle".

03 En una prisi¨®n de hielo

El resquebrajamiento de la inmensa plataforma Larsen B, en la pen¨ªnsula Ant¨¢rtica, en 2002, se convirti¨® en acontecimiento medi¨¢tico gracias a las im¨¢genes de los sat¨¦lites de observaci¨®n de la Tierra. Lo que ha tardado un poco m¨¢s en saberse -se public¨® el pasado julio en una revista cient¨ªfica- es que el fen¨®meno dej¨® al descubierto un variado ecosistema hasta entonces oculto en el hielo. Los cient¨ªficos, estadounidenses, investigaban el fondo marino donde se produjo la ruptura, y en un valle glacial sumergido, a 850 metros de profundidad, se tropezaron con tapices de microorganismos y grandes mejillones.

Adem¨¢s de ser el primero de esta clase en la Ant¨¢rtida, sus descubridores le atribuyen otra peculiaridad: mientras que la mayor¨ªa de los extrem¨®filos que viven en el hielo se alimentan de restos org¨¢nicos, este ecosistema podr¨ªa estar basado en metano de origen no org¨¢nico; ser¨ªa, por tanto, otra comunidad independiente del sol.

04 A 500 metros bajo tierra

John Parkes y John Fry, microbi¨®logos de la Universidad de Cardiff (Reino Unido), se dedican, con ayuda de sus colaboradores, a estudiar muestras de sedimentos marinos obtenidas a cientos de metros bajo el fondo. Ya en los ¨²ltimos a?os se hab¨ªa descubierto gran cantidad de microorganismos en este tipo de muestras, pero las t¨¦cnicas de detecci¨®n eran incapaces de diferenciar entre seres vivos y cad¨¢veres; los investigadores postulaban que la gran mayor¨ªa deb¨ªan de estar muertos. Pero Parkes y Fry tienen un m¨¦todo que distingue actividad metab¨®lica, y lo han aplicado a muestras del fondo del Pac¨ªfico recogidas en 2002. Los resultados se han publicado en julio en Nature: estas comunidades enterradas en los sedimentos "no s¨®lo est¨¢n activas metab¨®licamente, sino que son abundantes y diversas".

"Nuestro resultado refuerza la idea de que esta gran biosfera microbiana est¨¢ viva, no son f¨®siles", ha dicho Parkes. Se trata, explica Fry por tel¨¦fono, de arqueas y bacterias; muchas probablemente metabolizan azufre y generan metano, pero de otras simplemente no se sabe. Lo que s¨ª se sabe es que son seres vetustos: los sedimentos, enterrados hasta 400 metros de profundidad, tienen m¨¢s de 10 millones de a?os de edad.

Parkes es uno de los defensores de la idea de que la vida en la Tierra empez¨® ah¨ª abajo hace unos 3.800 millones de a?os, cuando la superficie del planeta estaba siendo a¨²n violentamente bombardeada por meteoritos -restos de un Sistema Solar a¨²n en obras-. "La vida podr¨ªa haber estado desarroll¨¢ndose ah¨ª, en el subsuelo, a cubierto de los impactos de meteoritos", ha dicho Parkes. "Y cuando la superficie del planeta se volvi¨® m¨¢s habitable, las bacterias emergieron y la colonizaron".

05 En un ambiente ¨¢cido

El r¨ªo Tinto transcurre rojo como la sangre a lo largo de 100 kil¨®metros, y sus aguas son ¨¢cidas como el zumo de lim¨®n. Un ambiente contaminado, sin duda, por las minas de Riotinto. ?Sin duda? Nada de eso. Hace 15 a?os la investigadora Anabel L¨®pez-Archilla demostr¨® que los culpables del ambiente extremo del r¨ªo son microorganismos. El Tinto es el eje de un ecosistema en torno a organismos quimiolitoaut¨®trofos del hierro, es decir, que captan la energ¨ªa oxidando hierro a partir de los minerales presentes en la Faja Pir¨ªtica Ib¨¦rica. Ahora se sabe que la comunidad est¨¢ formada por estos quimiolitoaut¨®trofos; por algas acid¨®filas -el 65% de la biomasa del r¨ªo-; por microorganismos heter¨®trofos, como hongos, levaduras, protozoos y algunas bacterias; y por depredadores.

Investigar el r¨ªo no ha sido f¨¢cil: "La mayor parte de las microorganismos son quimiolit¨®trofos estrictos", dice Amils. "Eso complica enormemente su aislamiento y crecimiento en laboratorio. Por otra parte, tienen tiempos de duplicaci¨®n geol¨®gicos, es decir, que no tienen prisa". Ahora el Tinto se ha convertido en fuente de inspiraci¨®n para estudiar las posibilidades de vida en Marte. Investigadores del Centro de Astrobiolog¨ªa (CAB), del CSIC y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial se han basado en este ambiente ¨¢cido para desarrollar un modelo, publicado en Nature en 2004, que explica los or¨ªgenes de agua en estado l¨ªquido en Marte.