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Geoquímicos y microbiólogos están hurgando en los detalles de la bioquímica extrema de las profundidades de la Tierra, donde los procesos químicos y metabólicos van a ritmo glacial, y la vida parece estar totalmente desconectada de los ciclos biológicos basados en fotosíntesis que dominan la vida en superficie.
Profundo, muy profundo, debajo de la superficie de la Tierra, una comunidad microbiana se alimenta y prospera. Despacio, pero tenazmente, estos habitantes de las profundidades se alimentan de gases que se filtran en las fisuras rocosas y se dividen – quizás una vez cada mil años – para hacerse más numerosos. Geoquímicos y microbiólogos están hurgando en los detalles de la bioquímica extrema de las profundidades de la Tierra, donde los procesos químicos y metabólicos van a ritmo glacial, y la vida parece estar totalmente desconectada de los ciclos biológicos basados en fotosíntesis que dominan la vida en superficie.
“Hay una enorme biomasa dentro de la Tierra”, dice David Boone, microbiólogo en la Universidad Estatal de Portland en Oregón, quien ha aislado de un pozo de Virginia una especie de Bacillus que nombró infernus, o “del infierno”. B. infernus vive a casi tres kilómetros de profundidad. Boone esta pensando en establecer una estrecha colaboración con el programa ya en marcha de Tullis Onstott, financiado por la NASA y el NSF, que intenta desenmascarar los detalles de la vida microbiana en las rocas extraídas de las profundidades de unas minas de oro sudafricanas.
“Hemos estado examinado el límite de la vida” dice Onstott. Hoy, los geoquímicos, están intentando dilucidar como una criatura puede “mantener la integridad encarando las privaciones y los males del ambiente salino y de alta temperatura” millas por debajo de donde la mayoría de las especies, con las que estamos familiarizados, subsisten. La presión a esas profundidades es tres veces la de la superficie, y las temperaturas suben hasta los 60 ºC (140 ºF). Las fracturas contienen agua y gases como metano, amonio, e hidrógeno molecular, así como los organismos que o bien se alimentan de, o contribuyen a dicho contenido de gases.
Boone, que ha estudiado una de las primeras muestras con una bacteria reductora de hierro arrancada de las minas de Sudáfrica, dice: “extraemos estos organismos literalmente de una roca sólida. Hemos puesto especial cuidado para demostrarnos a nosotros y a cualquiera, que lo que estamos viendo son realmente organismos de la profunda subsuperficie”.
Las muestras se recogen a bolsas estériles, y los científicos luego las pelan para eliminar cualquier posible contaminación. Asimismo, los investigadores analizan posibles contaminaciones buscando restos de fluidos de los que se usan en las perforaciones. Estos fluidos se difunden en las rocas mas deprisa de lo que los microbios pueden, y los análisis demuestran que estos fluidos no están presentes en las muestras.
Boone dice, “si los solutos no pueden difundirse dentro de las rocas, los organismos tampoco pueden”.
Otro sondeo de contaminación se realiza utilizando microsferas de látex que tienen las mismas propiedades adhesivas en superficie que las bacterias. Los científicos revisten algunas muestras con estas microsferas según las recogen y una vez en el laboratorio las someten al proceso de limpiado completo. Boone dice que no queda ninguna microsfera en dichas muestras cuando se procesan para evaluar la contaminación.
Onstott encontró su primer microbio de las profundidades en 1996 cuando un estudiante graduado, David Phillips, que trabajaba al tiempo para una compañía minera dedicada al oro, arregló una visita a una mina en Sudáfrica. Aproximadamente al mismo tiempo, un equipo del Laboratorio Nacional Pacific Northwest en la Universidad de Washington describían en la revista Science que unos microbios podían vivir del hidrógeno desprendido de las reacciones entre agua y minerales en el basalto de la cuenca del río Columbia.
El descubrimiento de vida profunda dentro de la Tierra “agranda enormemente nuestra biosfera”, tal como dice Michael Meyer, investigador titular en astrobiología en el Cuartel General de la NASA en Washington D.C.:”Duplica nuestra biomasa, y amplia los lugares en los que podría haber organismos en nuestro sistema solar”.
Donde el Sol nunca brilla
John Parkes, un geomicrobiólogo de la Universidad de Bristol, Reino Unido, dice que la evidencia de esta, tan grande, biomasa subterránea, tan distante de la fuente de energía usual, indica “que debe haber otra energía disponible, o caminos más eficaces de usar la preservada como carbón fotosintético en los sedimentos”. Según Parkes, un uso más eficiente de la materia orgánica puede ser posible según los sedimentos son llevados más profundos en la Tierra, “puesto que las altas temperaturas activan la recalcitrante materia orgánica que contienen haciéndola degradable para las bacterias”.
Sin embargo, quizás la parte más fascinante acerca de estos ecosistemas de rocas profundas es que algunos pueden existir completamente aparte del ciclo fotosintético. Durante miles de millones de años, toda la vida superficial en la Tierra ha adquirido la materia orgánica directa o indirectamente de la fotosíntesis. Incluso, tal como dicen los investigadores del Laboratorio Nacional Pacífico, los organismos que viven en los respiraderos submarinos dependen finalmente del oxígeno expelido por la vida superficial fotosintética y del hidrógeno producido por la fermentación de la materia orgánica producida fotosintéticamente.
Hasta ahora, no queda perfectamente claro si puede haber trazas o no de compuestos orgánicos en las rocas de la cuenca del río Columbia y las de las minas de oro Sudafricanas. Parece que, sin embargo, estos microorganismos de las rocas de las profundidades producen materia orgánica usando sólo la química inorgánica disponible en la propias rocas: hidrógeno, liberado cuando los minerales de la roca reacciona con el agua, y dióxido de carbono. Los científicos especulan que este podría ser el modelo de la biología original de la Tierra, antes de que la fotosíntesis evolucionara. Quizás podría ser también un modelo de vida en otros mundos.
La posibilidad de que la vida profunda en la Tierra pueda alimentarse sin recurrir a la energía solar, dice Meyer, significa que no es disparatado que se pudiera encontrar vida bajo la superficie de Marte o Europa, o incluso dentro de los cometas. “Si se tienen alimentos energéticos disponibles en las profundidades, sin ninguna comunicación con la superficie, esto incrementa enormemente las posibilidades de que si la vida una vez se inició en Marte, o fue transportada hasta allí, podría estar todavía presente en las profundidades hoy en día”.
El trabajo va a continuar en la mina de oro en Sudáfrica, con creciente participación de investigadores sudafricanos y europeos, con objeto de dilucidar la historia evolutiva de la vida bajo la superficie. Onstott está buscando evidencias adicionales de que al menos algunas bacterias pueden existir sólo en el hidrógeno producido en la roca, aparte de cualquier posible sustancia orgánica.
También quiere mirar si de hecho los microbios viven dentro de la estructura mineral de la roca sólida – la porosidad es mínima, un mero uno por ciento – o residen solo en las fracturas que surcan las formaciones rocosas. El intenta hacer un perfil de núcleos extraídos de la roca y enfrentarlo al de zonas fracturadas rellenas de fluidos “y ver hasta que punto hay un cambio en la cantidad de biomasa que puede ser atrapada dentro de la roca” a medida que uno mira más profundamente dentro de la roca sólida, lejos de la fracturada superficie.
Hasta aquí, dice Onstott, la evidencia de microbios dentro de la roca es vaga, pues la cantidad registrada esta en el límite inferior de detección de las técnicas de medida.
Se empezarán investigaciones de campo en nuevos lugares, incluyendo una formación rocosa de dos mil millones de años y de varios kilómetros de grosor, el complejo Bushveld. Según Onstott, el tipo de roca del complejo Bushvelt, conocido como roca “mafic”, nos proporciona una oportunidad para mirar una interacción agua-roca en una roca de composición química diferente de las de granito de las minas de oro.
A diferencia de la cuenca del río columbia y de las minas de oro en Sudáfrica, en el complejo Bushvelt no hay posibilidad de restos sedimentarios que pudieran contener compuestos orgánicos generados por fotosíntesis, dice Onstott. “Podemos acceder allí a agua prístina,” a través de unas minas de platino existentes, “por lo que seremos capaces de observar si el hidrógeno esta siendo generado y si ese hidrógeno está siendo utilizado” para crear ácidos grasos orgánicos.(http://nai.arc.nasa.gov/news_stories/news_print.cfm?ID=46 )“Geoquímicamente, el complejo Bushvelt es más análogo a lo que podemos esperar encontrar bajo la superficie de Marte”.
Profundo, muy profundo, debajo de la superficie de la Tierra, una comunidad microbiana se alimenta y prospera. Despacio, pero tenazmente, estos habitantes de las profundidades se alimentan de gases que se filtran en las fisuras rocosas y se dividen – quizás una vez cada mil años – para hacerse más numerosos. Geoquímicos y microbiólogos están hurgando en los detalles de la bioquímica extrema de las profundidades de la Tierra, donde los procesos químicos y metabólicos van a ritmo glacial, y la vida parece estar totalmente desconectada de los ciclos biológicos basados en fotosíntesis que dominan la vida en superficie.
“Hay una enorme biomasa dentro de la Tierra”, dice David Boone, microbiólogo en la Universidad Estatal de Portland en Oregón, quien ha aislado de un pozo de Virginia una especie de Bacillus que nombró infernus, o “del infierno”. B. infernus vive a casi tres kilómetros de profundidad. Boone esta pensando en establecer una estrecha colaboración con el programa ya en marcha de Tullis Onstott, financiado por la NASA y el NSF, que intenta desenmascarar los detalles de la vida microbiana en las rocas extraídas de las profundidades de unas minas de oro sudafricanas.
“Hemos estado examinado el límite de la vida” dice Onstott. Hoy, los geoquímicos, están intentando dilucidar como una criatura puede “mantener la integridad encarando las privaciones y los males del ambiente salino y de alta temperatura” millas por debajo de donde la mayoría de las especies, con las que estamos familiarizados, subsisten. La presión a esas profundidades es tres veces la de la superficie, y las temperaturas suben hasta los 60 ºC (140 ºF). Las fracturas contienen agua y gases como metano, amonio, e hidrógeno molecular, así como los organismos que o bien se alimentan de, o contribuyen a dicho contenido de gases.
Boone, que ha estudiado una de las primeras muestras con una bacteria reductora de hierro arrancada de las minas de Sudáfrica, dice: “extraemos estos organismos literalmente de una roca sólida. Hemos puesto especial cuidado para demostrarnos a nosotros y a cualquiera, que lo que estamos viendo son realmente organismos de la profunda subsuperficie”.
Las muestras se recogen a bolsas estériles, y los científicos luego las pelan para eliminar cualquier posible contaminación. Asimismo, los investigadores analizan posibles contaminaciones buscando restos de fluidos de los que se usan en las perforaciones. Estos fluidos se difunden en las rocas mas deprisa de lo que los microbios pueden, y los análisis demuestran que estos fluidos no están presentes en las muestras.
Boone dice, “si los solutos no pueden difundirse dentro de las rocas, los organismos tampoco pueden”.
Otro sondeo de contaminación se realiza utilizando microsferas de látex que tienen las mismas propiedades adhesivas en superficie que las bacterias. Los científicos revisten algunas muestras con estas microsferas según las recogen y una vez en el laboratorio las someten al proceso de limpiado completo. Boone dice que no queda ninguna microsfera en dichas muestras cuando se procesan para evaluar la contaminación.
Onstott encontró su primer microbio de las profundidades en 1996 cuando un estudiante graduado, David Phillips, que trabajaba al tiempo para una compañía minera dedicada al oro, arregló una visita a una mina en Sudáfrica. Aproximadamente al mismo tiempo, un equipo del Laboratorio Nacional Pacific Northwest en la Universidad de Washington describían en la revista Science que unos microbios podían vivir del hidrógeno desprendido de las reacciones entre agua y minerales en el basalto de la cuenca del río Columbia.
El descubrimiento de vida profunda dentro de la Tierra “agranda enormemente nuestra biosfera”, tal como dice Michael Meyer, investigador titular en astrobiología en el Cuartel General de la NASA en Washington D.C.:”Duplica nuestra biomasa, y amplia los lugares en los que podría haber organismos en nuestro sistema solar”.
Donde el Sol nunca brilla
John Parkes, un geomicrobiólogo de la Universidad de Bristol, Reino Unido, dice que la evidencia de esta, tan grande, biomasa subterránea, tan distante de la fuente de energía usual, indica “que debe haber otra energía disponible, o caminos más eficaces de usar la preservada como carbón fotosintético en los sedimentos”. Según Parkes, un uso más eficiente de la materia orgánica puede ser posible según los sedimentos son llevados más profundos en la Tierra, “puesto que las altas temperaturas activan la recalcitrante materia orgánica que contienen haciéndola degradable para las bacterias”.
Sin embargo, quizás la parte más fascinante acerca de estos ecosistemas de rocas profundas es que algunos pueden existir completamente aparte del ciclo fotosintético. Durante miles de millones de años, toda la vida superficial en la Tierra ha adquirido la materia orgánica directa o indirectamente de la fotosíntesis. Incluso, tal como dicen los investigadores del Laboratorio Nacional Pacífico, los organismos que viven en los respiraderos submarinos dependen finalmente del oxígeno expelido por la vida superficial fotosintética y del hidrógeno producido por la fermentación de la materia orgánica producida fotosintéticamente.
Hasta ahora, no queda perfectamente claro si puede haber trazas o no de compuestos orgánicos en las rocas de la cuenca del río Columbia y las de las minas de oro Sudafricanas. Parece que, sin embargo, estos microorganismos de las rocas de las profundidades producen materia orgánica usando sólo la química inorgánica disponible en la propias rocas: hidrógeno, liberado cuando los minerales de la roca reacciona con el agua, y dióxido de carbono. Los científicos especulan que este podría ser el modelo de la biología original de la Tierra, antes de que la fotosíntesis evolucionara. Quizás podría ser también un modelo de vida en otros mundos.
La posibilidad de que la vida profunda en la Tierra pueda alimentarse sin recurrir a la energía solar, dice Meyer, significa que no es disparatado que se pudiera encontrar vida bajo la superficie de Marte o Europa, o incluso dentro de los cometas. “Si se tienen alimentos energéticos disponibles en las profundidades, sin ninguna comunicación con la superficie, esto incrementa enormemente las posibilidades de que si la vida una vez se inició en Marte, o fue transportada hasta allí, podría estar todavía presente en las profundidades hoy en día”.
El trabajo va a continuar en la mina de oro en Sudáfrica, con creciente participación de investigadores sudafricanos y europeos, con objeto de dilucidar la historia evolutiva de la vida bajo la superficie. Onstott está buscando evidencias adicionales de que al menos algunas bacterias pueden existir sólo en el hidrógeno producido en la roca, aparte de cualquier posible sustancia orgánica.
También quiere mirar si de hecho los microbios viven dentro de la estructura mineral de la roca sólida – la porosidad es mínima, un mero uno por ciento – o residen solo en las fracturas que surcan las formaciones rocosas. El intenta hacer un perfil de núcleos extraídos de la roca y enfrentarlo al de zonas fracturadas rellenas de fluidos “y ver hasta que punto hay un cambio en la cantidad de biomasa que puede ser atrapada dentro de la roca” a medida que uno mira más profundamente dentro de la roca sólida, lejos de la fracturada superficie.
Hasta aquí, dice Onstott, la evidencia de microbios dentro de la roca es vaga, pues la cantidad registrada esta en el límite inferior de detección de las técnicas de medida.
Se empezarán investigaciones de campo en nuevos lugares, incluyendo una formación rocosa de dos mil millones de años y de varios kilómetros de grosor, el complejo Bushveld. Según Onstott, el tipo de roca del complejo Bushvelt, conocido como roca “mafic”, nos proporciona una oportunidad para mirar una interacción agua-roca en una roca de composición química diferente de las de granito de las minas de oro.
A diferencia de la cuenca del río columbia y de las minas de oro en Sudáfrica, en el complejo Bushvelt no hay posibilidad de restos sedimentarios que pudieran contener compuestos orgánicos generados por fotosíntesis, dice Onstott. “Podemos acceder allí a agua prístina,” a través de unas minas de platino existentes, “por lo que seremos capaces de observar si el hidrógeno esta siendo generado y si ese hidrógeno está siendo utilizado” para crear ácidos grasos orgánicos.(http://nai.arc.nasa.gov/news_stories/news_print.cfm?ID=46 )“Geoquímicamente, el complejo Bushvelt es más análogo a lo que podemos esperar encontrar bajo la superficie de Marte”.
2 comentarios:
Muy interesante todo el informe, la verdad sigo casi todas las paginas de la nasa con el fin de informarme de todo lo que no nos muestran a los ciudadanos, la unica manera de informarse es entrando en internet.
Me despido y felicito a los que se esfuerzan por informar estos acontecimientos.
realmente es facinante los descubrimiento pero hojala sirban para beneficio de la humanidad y no para su destruccion felicidades por ponernos al tanto de los descubrimientos .atte noel cruz de managua nicaragua.
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