Bienvenidos. Este blog está dedicado a la Microbiología pero en general cualquier tema científico de interés tambien puede aparecer. El contenido de este blog es estrictamente científico y docente, por lo que no es un consultorio de salud. No estoy ni capacitado ni autorizado para responder a consultas de carácter médico-sanitario que expongan casos personales. Las imágenes que aparecen están sacadas de sitios públicos de la web y se indica su origen o basta cliquear sobre ellas para saberlo, pero si hay algún problema de copyright, por favor indicarlo en comentarios y se retirarán.

Para ir al blog de
PROBLEMAS DE MICROBIOLOGIA o al PODCAST DEL MICROBIO , pincha sobre el nombre.

También puedes ir al Blog de Innovación Docente

viernes, 22 de enero de 2010

Vida críptica en los Valles Secos de la Antártida

.
Esta entrada es una traducción de la entrada "Cryptic Life in the Antarctic Dry Valleys" escrita por Merry Youle en el blog "Small Things Considered".




Un ventifacto, una piedra esculpida por la arena y el viento, en el paisaje "marciano" del Valle Seco de McMurdo. (Fuente)


A primera vista el hábitat parece tan estéril como la superficie del cristal autoclavado... pero el ojo entrenado, ayudado por el microscopio, lo ve de otra forma.

E.O. Wilson, "The Future of Life"


Para el microbiólogo, la cosa más parecida a un viaje a Marte podría ser una expedición a los Valles Secos de McMurdo en la Antártida. Allí, en los desiertos más secos y fríos de la Tierra, las condiciones se aproximan a aquellas de nuestro planeta vecino y se piensa que también al límite para la vida en cuanto a frialdad y aridez. No todas las partes de los Valles Secos son igualmente secas. Algunas tienen lagos alimentados por glaciares y arroyos efímeros permanentemente congelados, por lo que hay algo de humedad en el suelo. Aquí uno puede encontrar mas vida, incluso taxones de animales multicelulares -tardígrados, rotíferos, y, mucho más numerosos, nematodos que se alimentan de bacterias.


Un lugar que es un Valle Seco verdaderamente seco, ya que no tiene siquiera esa fuente de agua, es el Valle McKelvey. La poca nieve que cae, o bien es barrida por el viento o bien se sublima en las frías e hiper-áridas condiciones reinantes. ¿Cuánto frío hace? La temperatura media del aire es de alrededor de -20ºC. El invierno trae largos periodos de unos fríos -55ºC; en el verano, la temperatura del aire puede subir a unos balsámicos 0ºC. La humedad relativa es baja (menor del 10% en invierno) . Y además están los incesantes vientos catabáticos (derivados del griego katabatikos que significa "ir cuesta abajo"). Un frío y denso aire cae baja por las pendientes de la Capa de Hielo del Este Antártico y corre a través del valle a velocidades que superan los 50 km/h, algunas veces alcanzando los 320 km/h. Estos vientos evaporan toda la humedad y transportan granos de arena que arrasan el asolado paisaje. Con todo, estas condiciones muestran un cierto parecido con aquellas que se usan en la liofilización de muestras biológicas.

El suelo del valle es un suelo mineral con una alta salinidad, desecado, lleno de grava, inestable, con poco material orgánico y con la menor concentración conocida de nitratos en un suelo terrestre. Las temperaturas de superficie fluctúan enormemente bajo el intenso sol del verano, mostrando en unas pocas horas un sube y baja entre -15º y +27'5ºC . La radiación UV es intensa. Y, por supuesto, los vientos asolan la tierra y se llevan cualquier pizca de humedad. Sin embargo, la vida consigue medrar. Algunos intrépidos investigadores dejan atrás las comodidades de Hong Kong, o Nueva Zelanda, o incluso la relativamente balsámica Minnesota, para observar a los organismos que viven en esas condiciones tan extremas. Como se recoge en un reciente artículo, hay algunas bacterias que viven en la superficie de esos suelos secos, mayoritariamente Acidobacteria y Actinobacteria. Como uno esperaría, en el tope de la lista están los taxa tolerantes a la desecación como Deinococcus y Rubrobacter. Hay también numerosos fijadores del nitrógeno. Sin ningún fotoautótrofo o un quimioautótrofo presente, el carbón orgánico es un premio, y su perdida supone la imposibilidad de que dichas comunidades sigan desarrollándose.

Tanto cuantitativamente como cualitativamente, mucha de la vida del valle no está asociada con el suelo, sino con las rocas. Aquí y allí el plano lecho de roca sedimentaria está expuesto. Las superficies rocosas, e incluso las grietas poco profundas, están estériles debido a las fluctuaciones de la temperatura y a la abrasión de la arena llevada por el viento. Pero cualquier vida que consigue guarecerse, incluso unos pocos milímetros, encuentra temperaturas más estables y refugio frente al incesante viento e incluso el intenso frío. Teniendo en cuenta que el limite para los procesos metabólicos se estima en -6º ó -8ºC, alguna actividad podría ser posible en esos nichos rocosos durante al menos unas 1000 horas por año. Eso es suficiente para mantener dos tipos de comunidades microbianas: los endolitos, organismos que viven dentro de la estructura porosa de la roca; y los casmolitos, aquellos que viven dentro de las grietas y fracturas.





Comunidad de endolitos en una roca arenisca fracturada. (Fuente)



Debido a su estructura y mineralogía, las rocas sedimentarias como la arenisca del lugar son adecuadas para albergar endolitos a unos pocos milímetros por debajo de su superficie. Suficiente luz penetra para realizar la fotosíntesis (al menos durante los meses en los que hay sol), mientras que el daño por los UV se ve reducido. En contraste a la comunidad del suelo, estos habitantes de las rocas son principalmente fotoautótrofos. Se detectan, visualmente y experimentalmente, dos comunidades distintas de bacterias y eucariotas. Los 2 mm superiores, llamada la zona de los líquenes, está dominada por el hongo liquenizado Texosporium sancti-jacobi, asociado con el alga verde Trebouxia jamesii. Por debajo de los 2 mm, son las cianobacterias fotosintéticas las que mandan, mayoritariamente Chroococcidiopsis, un género notable por presentar una radioresistencia comparable a la de Deinococcus radiodurans. Sin obviar los bajos niveles de luz, puede que ésta no sea el factor limitante de estas comunidades endolíticas, sino que lo sea el CO2. Las comunidades casmolíticas presentes en las grietas, se componen principalmente de varios líquenes y cianobacterias, combinado con algunas salpicaduras de otros grupos bacterianos.





Casmolitos: una comunidad microbiana liquenizada sobresale de una fractura en una roca granítica (Fuente)


Todavía hay una cuarta comunidad críptica, los hipolitos que viven debajo de algunas piedras ligeramente coloreadas. Están compuestas casi exclusivamente por cianobacterias, sobreviviendo en una ambiente que recibe menos de un 0,1% de la luz incidente. No hay hongos ahí, y tan sólo unas pocas algas acompañan a las cianobacterias.





Una tipica piedra de cuarzo. Debajo de ella se encuentra una comunidad microbiana hipolitica aunque no haya ninguna evidencia externa. (Fuente)



Hay una tendencia a pensar que cuanto más extremo es el ambiente, menos diversidad biológica se encuentra. Las comunidades de los Valles Secos no se ajusta a esa pauta. Juntos, los endolitos y casmolitos, comprende mas de 50 especies bacterianas (basado en el 98% de identidad de sus secuencias del 16S rRNA). Aunque los eucariotas representan el 5% de esas comuniades, entre ellos se encuentran cuatro géneros de hongos (Ascomycota y Basidiomycota) y tres grupos de algas. Si añadimos los hipolitos, las tres comunidades líticas abarcan 16 phyla en dos dominios.

¿Y que pasa con las ausentes arqueas, las maestras de los ambientes extremos? No se ha encontrado ni una por ahora, ni siquiera agazapada debajo de una roca. Seguramente quedan todavía muchas sorpresas por encontrar para el investigador criofílico.



Links relacionados: Secreto bajo el hielo
.