Probablemente todo lo que entre en esta cueva morirá. Una lechuza está tirada en el suelo, más allá también un murciélago, ambos asfixiados. Los vapores volcánicos se filtran en la cueva a través de grietas en el suelo, con todas sus consecuencias. Nada sobrevive en el fondo de la cueva de azufre en la montaña Puturosu de Rumania – apodo montaña apestosa. La vida también se retira justo fuera de la cueva: las plantas solo comienzan a crecer más adelante.
Las condiciones son extremas debido a los vapores volcánicos. El gas de azufre se precipita en la superficie de la roca, haciéndola excepcionalmente ácida: su valor de pH es 1. Es tan ácido como el ácido del estómago humano, hecho para descomponer todo lo que entra en él. La mayor parte de la vida ya no puede soportar un pH de 5, pero aquí es diez mil veces más ácido. Con un traje protector puedes entrar, pero no por mucho tiempo: de lo contrario, tus botas se disolverán.
La luz del sol o el agua corriente facilitarían que la vida se estableciera en la cueva, pero eso también falta. Debido a que no hay luz solar, no hay una fuente de energía a partir de la cual puedan crecer bacterias o plantas. Y no fluyen hidrocarburos como los azúcares, de los cuales los organismos pueden obtener energía.
Foto Jean-François Flot/Serban A. Sarbu
sustancia mocosa
Pero en 2015, los investigadores hicieron un hallazgo inesperado. Una franja horizontal de unos cinco centímetros de ancho recorre la pared de la cueva, donde todo tipo de microorganismos parecen estar en una sustancia mocosa. Juntos forman un pequeño ecosistema. Un grupo internacional de científicos ahora está investigando esto: ¿cómo puede existir el ecosistema allí? Y, alejándonos aún más, ¿dónde está el límite de la vida?
La vida en la Cueva del Azufre se asienta justo en la pared donde los gases volcánicos entran en contacto con el aire «normal». El gas volcánico es más pesado, por lo que se hunde hasta el fondo, hay aire rico en oxígeno en la parte superior de la cueva. Es fácil ver dónde está la franja viable, que está en el límite entre el gas volcánico y el aire: el fondo de la cueva es de un amarillo venenoso por el azufre precipitado.
Resulta que el ecosistema puede existir justo en la interfaz porque utiliza metano de los gases volcánicos en el fondo y oxígeno del aire en la parte superior. Eso es gracias a una bacteria especial que es el centro del pequeño ecosistema, escribió un grupo internacional de científicos la semana pasada. Microbiología de la naturaleza.
La bacteria es especial por muchas razones. Aunque solo sea porque es una llamada micobacteria. Muchas micobacterias son patógenos, las más conocidas son la bacteria de la tuberculosis y la bacteria de la lepra, que no crecen sin un huésped. “Pero este chico vive libre”, dice Wilbert Bitter, profesor de microbiología molecular y médica en la UMC de Ámsterdam y la Universidad VU. «Se sabía que las micobacterias crecen en el medio ambiente, pero hay una que ocurre de manera tan predominante en una cueva que es especial».
Pocas bacterias han dominado eso.
Wilberto amargo profesor
Además, la bacteria de las cavernas parece estar bastante relacionada con la bacteria de la tuberculosis. Bitter investiga muchas micobacterias y, en particular, la tuberculosis. «Como resultado, esta bacteria nos enseña más sobre la bacteria de la tuberculosis».
Pero lo que es aún más especial es que esta micobacteria es ‘metanotrófica’: puede descomponer el gas metano, usando oxígeno para hacerlo. La bacteria puede vivir de la energía que se libera. «No es tan fácil», dice Bitter. “Hay muy pocas bacterias que han dominado eso”.
La hipótesis de que la bacteria vive así surgió de Rob van Spanning, quien buscaba la fuente de energía del ecosistema. Es investigador en biología celular molecular en la Universidad Libre de Ámsterdam y primer autor del estudio. “Ya conocía las diferentes proteínas involucradas en la descomposición, desde el metano hasta el dióxido de carbono”, dice. «Así que rápidamente llegué a la idea, seguramente esta bacteria no puede hacer eso también».
Pasos individuales en el proceso
La descomposición del metano en dióxido de carbono en la naturaleza es gradual y cada paso requiere una proteína diferente. Con cada reacción, se agrega un átomo de oxígeno o se pierde hidrógeno. Una proteína es responsable de la reacción del metano (CH4) a metanol (CH4O); otro que de metanol a formaldehído (CH2O); un tercero se ocupa de la producción de formiato (CHO2–); un cuarto el último paso de reacción, a CO2.
Algunas micobacterias conocidas pueden realizar pasos individuales en este proceso. Pero la micobacteria en la Cueva del Azufre produce las cuatro proteínas, según un análisis de ADN. Nunca antes se había encontrado una micobacteria que pudiera hacer esto. Los investigadores proponen un nombre lógico: Mycobacterium metanotrófico.
“Vemos a las bacterias como la base de la pirámide alimenticia”, dice Spanning. “Cuando estos microorganismos mueren, los contenidos se liberan para otros miembros de la comunidad. En la cima de la pirámide alimenticia siempre hay un depredador, probablemente un hongo en la cueva”. La bacteria probablemente también se beneficia de otras bacterias, que producen nutrientes nitrogenados.
«La cueva muestra que los microorganismos han encontrado muchas soluciones diferentes para vivir en esos ambientes», dice Mike Jetten, profesor de microbiología ecológica en la Universidad de Radboud en Nijmegen y no asociado con la investigación. Un “buen estudio molecular”, dice Jetten, quien proporciona una visión más profunda: “La cueva está casi completamente aislada del mundo exterior. Tales sistemas son buenos análogos para comprender la vida en la antigua Tierra o posiblemente en otros planetas”.