Vida en la Tierra profunda

?C¨®mo es posible que en profundos agujeros practicados en puntos de la superficie terrestre muy alejados entre s¨ª los cient¨ªficos est¨¦n encontrando los mismos habitantes ¡ªbacterias y arqueas¡ª muy similares? Al parecer estos microbios forman una poblaci¨®n paralela a todas las conocidas, la biosfera subterr¨¢nea. Los hallazgos se deben a una b¨²squeda sistem¨¢tica de ecosistemas microbianos subterr¨¢neos, que se encuadra en el Observatorio del Carbono Profundo (DCO), un megaprograma de investigaci¨®n internacional que ha cumplido ya su cuarto a?o de operaci¨®n.

Este nuevo censo de las poblaciones de la Tierra se fija en la vida que existe por debajo de la superficie, a kil¨®metros de profundidad, y en c¨®mo subsiste en condiciones extremas de presi¨®n, temperatura y falta de luz. Pero lo que m¨¢s llama la atenci¨®n hasta ahora es la similitud de los tipos de organismos hallados, lo que sugiere que estas comunidades pueden estar interconectadas e incluso hace pensar que en este ambiente se origin¨® la vida en la Tierra y no en lagos o mares, la hip¨®tesis m¨¢s aceptada. ¡°Hace dos a?os ten¨ªamos muy poca idea de los microbios presentes en las rocas subsuperficiales o de lo que se alimentan¡±, dijo Matthew Schrenk, geomicrobi¨®logo de la Universidad Estatal de Michigan (EE?UU), al presentar sus resultados en el ¨²ltimo Congreso de Uni¨®n Geof¨ªsica Americana, el m¨¢s importante de esta especialidad.

El equipo de Schrenk ha estudiado y secuenciado gen¨¦ticamente muestras de microbios que se alimentan de hidr¨®geno procedentes de Am¨¦rica del Norte, Europa, Sur¨¢frica y Jap¨®n. Han encontrado una similitud entre ellos de un 97%. Otros equipos est¨¢n haciendo lo mismo en otros lugares. ¡°Resulta dif¨ªcil imaginar que existan microbios casi id¨¦nticos separados por 16.000 kil¨®metros en las fisuras llenas de agua de duras rocas en condiciones extremas de profundidad, presi¨®n y temperatura¡±, dice Schrenk. El agua con los microbios se ha extra¨ªdo a profundidades de hasta cinco kil¨®metros, pero no se sabe hasta cu¨¢ntos kil¨®metros hacia abajo se puede extender este tipo de vida.

La biosfera del subsuelo subsiste en condiciones extremas

?Y c¨®mo subsisten estos microbios? De esto se sabe algo m¨¢s, gracias a la investigaci¨®n de las ¨²ltimas d¨¦cadas. La vida en estas condiciones extremas es independiente de la fotos¨ªntesis ¡ªde la luz del Sol¡ª y se basa en procesos llamados biogeoqu¨ªmicos. Uno es la serpentinizaci¨®n: cuando el agua se encuentra con el mineral olivina a gran presi¨®n, la roca reacciona con los ¨¢tomos de ox¨ªgeno del agua y se convierte en serpentina, liberando hidr¨®geno, del que se alimentan los microbios. En experimentos a microescala realizados recientemente en Lion (Francia) se ha demostrado que el aluminio aumenta la rapidez con que se produce hidr¨®geno, mediante esta reacci¨®n, y explica que lo haga en cantidades suficientes para soportar la vida profunda.

En ese ambiente, y no en lagos o mares, pudo surgir la vida en el planeta

Otros microbios se alimentan de otros minerales, como los de hierro, que reaccionan con el agua del mar para producir igualmente hidr¨®geno. Es el caso de las bacterias y arqueas de las que viven organismos de mucho mayor tama?o, como an¨¦monas y gambas, alrededor de las fuentes hidrotermales del fondo del mar, que son verdaderas ventanas al interior de la Tierra. Las m¨¢s profundas conocidas son las de Beebe, en el mar Caribe, a m¨¢s de cinco kil¨®metros de profundidad. En 2013 varias expediciones las estuvieron explorando para tomar muestras. En la ¨²ltima, el pasado junio, a bordo del barco japon¨¦s Yokosuka, una cient¨ªfica estadounidense y dos pilotos japoneses bajaron en el sumergible Shinkai hasta el fondo, 5.135 metros. ¡°Ayer estuve en un lugar que ha sido visitado por aproximadamente el mismo n¨²mero de personas que la superficie de la Luna¡±, escrib¨ªa Danielle Morgan-Smith al d¨ªa siguiente. ¡°Sobre la Luna han estado 12 pares de pies humanos. En Beebe, cinco cient¨ªficos y ocho pilotos¡±.

Se han explorado comunidades a m¨¢s de cinco kil¨®metros bajo la superficie

Robert Hazen, de la Carnegie Institution, dirige el programa de colaboraci¨®n internacional del Carbono Profundo, de 10 a?os de duraci¨®n y un presupuesto de 370 millones de euros. ¡°Reunir a expertos en microbios, volcanes, la microestructura de rocas y minerales, los movimientos de fluidos y dem¨¢s es nuevo. T¨ªpicamente estos expertos no se comunican entre s¨ª. Integrar esta diversidad en un empe?o cient¨ªfico ¨²nico est¨¢ produciendo resultados antes inalcanzables¡±, afirma.

El saber c¨®mo se comporta el agua en el manto terrestre es algo que interesa mucho a los investigadores de estos temas. Un nuevo modelo permite avanzar en el conocimiento de las interacciones entre el agua y las rocas en condiciones extremas de presi¨®n y hasta 150 kil¨®metros de profundidad. Hasta ahora los modelos llegaban hasta los 15 kil¨®metros solamente.

¡°He estado en un lugar visitado solo por 13 personas¡±, dice una cient¨ªfica

El trabajo de Dimitri Sverjensky, que presenta un nuevo m¨¦todo para predecir la constante diel¨¦ctrica del agua a altas temperaturas y presiones, permite atisbar procesos como la formaci¨®n de diamantes, la acumulaci¨®n de hidr¨®geno, el transporte de compuestos qu¨ªmicos por el manto, la liberaci¨®n de gases o la formaci¨®n de la atm¨®sfera terrestre en su origen. ¡°He hecho p¨²blico el modelo para que con nuevos experimentos proporcione un enfoque integrado del papel del agua en las profundidades terrestres¡±, afirma Sverjensky.