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domingo, 20 de diciembre de 2009

La bacteria que surgió del frio

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Cúpula geodésica donde está el taladro que ha perforado el hielo de Groenlándia. (Fuente: NOAA)


En el año 2005, los investigadores Vanya Miteva y Jean Brenchley de la Pennsylvania State University publicaron un artículo sobre la microbiota que habían encontrado en el interior del hielo de un glaciar dentro del proyecto Greenland Ice Sheet Project-2. El objetivo de este proyecto era perforar la capa de hielo groenlandés para posteriormente realizar diversos estudios paleoambientales. Uno de ellos era intentar caracterizar la paleomicrobiota, ya que el hielo habría atrapado los microorganismos presentes en el suelo de Groenlandia cuando se depositó. La perforación llegó a una profundidad de 3.053,44 metros antes de alcanzar el lecho de roca. La muestra en la que se analizó la microbiota provenía del segmento de profundidad 3.042,67-3.042,80 metros. Eso significa que dichos microorganismos quedaron atrapados en el hielo hace 120.000 años. Al estar muy cerca del lecho rocoso no se trata de hielo puro, sino de hielo mezclado con fango y tierra.



Composición de la paleomicrobiota del fondo del casquete de hielo groenlandés (Fuente: Miteva y Brenchley 2005)


Lo que encontraron fue que había una gran cantidad de microorganismos de pequeñísimo tamaño con un volumen inferior a 0,1 micras cúbicas (E. coli tiene unas 2 micras cúbicas). Son las llamadas ultramicrobacterias. Lo siguiente que se plantearon fue comprobar si dichas ultramicrobacterias estaban vivas. Tras un laborioso y largo proceso en el que se alternaban etapas de cultivo de enriquecimiento incubados a 5ºC y filtraciones, los investigadores consiguieron "resucitar" cerca de 2.000 aislados distintos. La mayor parte de dichos aislados pertenecían al grupo de las Proteobacteria y las Bacterias Gram positivas de alto contenido en G+C, seguida de representantes de las Gram positivas de bajo contenido en G+C y del grupo Cytophaga-Flavobacteria-Bacteroides. Pero lo más interesante es que muchos de dichos aislados eran especies totalmente nuevas.



Microfotografías de algunos de los aislados obtenidos de la muestra del fondo del casquete de hielo groenlandés. Debajo aparece el nombre del género con el que dicho aislado está más relacionado filogenéticamente. (Fuente: Miteva y Brenchley 2005)


El estudio ha continuado y recientemente han publicado un nuevo artículo intentado determinar si hay una correlación entre los microorganismos preservados a diferentes profundidades y el paleoclima de hace 60.000 años. Se tomaron muestras a 2495, 2545 y 2578 metros para representar los distintos períodos climáticos con temperaturas de depósito medias (-45ºC), más frías (-51ºC) y más calientes (-39ºC). Al contrario que la muestra anterior, estas son muestras de hielo limpio. Y el período de tiempo que cubren esas tres muestras es de 5.000 años.


En este caso lo interesante no era resucitar a dichos microorganismos, sino determinar que tipo de seres vivos eran. Esos microorganismos se depositaron en el hielo de Groenlandia porque venían de otra parte del planeta transportados por las corrientes de aire. Así que su estudio puede permitirnos deducir que otros tipos de ecosistemas había hace 60.000 años. Cuando realizaron el estudio genético analizando el rRNA encontraron que en las muestras obtenidas a 2545 y 2578 metros la mayor parte de las secuencias (55-65%) eran del grupo de las Gram-positivas de bajo contenido en G+C, con muy pocas Proteobacteria (6-9%) y Arqueas (1%). Sin embargo en la muestra más reciente (2495 m) encontraron que los microorganismos mayoritarios eran las Actinobacterias (55%). También se encontraron con hongos en una gran proporción. Como era de esperar, los microorganismos presentes en dichas muestras eran bastante diferentes de los encontrados en la muestra de los 3042 metros.




Composición de las diferentes muestras tomadas del hielo basado en el análisis del RNA ribosomal. (Fuente: Miteva et al 2009)


Pero lo más llamativo fue comprobar el tipo de microorganismos que habían encontrado estaban relacionados con los microorganismos que ahora encontramos en los desiertos de Asia, en los aerosoles marinos o en el polvo volcánico. El hecho de que haya diferente diversidad microbiana en cada muestra sugiere que podría establecerse una correlación entre unos "marcadores" biológicos y unas determinadas condiciones paleoclimáticas de depósito. Y eso puede tener muchísima utilidad en determinar el paleoclima.



Animación explicativa sobre el proyecto GIS-2.

Audio en "el podcast del microbio"
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