Los microbios son los organismos vivos más pequeños que se conocen en la Tierra y se pueden encontrar en casi todas partes, incluso en las frías condiciones de las cuevas de lava, similares a las de Marte. En la isla de Hawái, los científicos han encontrado recientemente una variedad de nuevos microbios en cuevas geotérmicas, tubos de lava y erupciones volcánicas.
Entre 2006 y 2009 y entre 2017 y 2019, investigadores estadounidenses tomaron unas 70 muestras de cuevas de lava, túneles de lava y respiraderos geotérmicos o fumarolas, aberturas en la corteza terrestre por las que escapan vapores de agua calientes a muy calientes y gases volcánicos.
Cuando los investigadores secuenciaron esas muestras para un solo gen de ARN, que se usa comúnmente para identificar la diversidad y abundancia microbiana, no pudieron vincular ningún resultado con géneros o especies conocidos, al menos no con gran fidelidad. “Esto sugiere que las cuevas y las fumarolas son ecosistemas poco explorados”, escriben los investigadores.
Similar al ambiente en Marte
Estas estructuras subterráneas se formaron hace 65 a 800 años y reciben poca o ninguna luz solar. También pueden albergar minerales y gases tóxicos. Aún así, las esteras microbianas son una característica común de las cuevas de lava en Hawái. Los microbios, después de las plantas, constituyen la mayor parte de la biomasa de nuestro planeta y casi toda la biomasa en el subsuelo profundo de la Tierra. Pero debido a que estos organismos son tan pequeños y viven en ambientes tan extremos, los científicos hasta ahora los han pasado por alto.
En los últimos años, ha habido un creciente interés en los microbios subterráneos porque viven en ambientes muy similares a los de Marte, pero aún queda un largo camino por recorrer. Según estimaciones recientes, el 99,999% de todas las especies de microbios permanecerían desconocidas, lo que llevó a algunos a llamarlos “materia oscura”.
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El tipo de microbio depende del entorno.
La nueva investigación de Hawái muestra cuán oscuras son estas formas de vida. La diversidad entre las ubicaciones varió. Los tubos de lava más antiguos, que tienen entre 500 y 800 años, albergan poblaciones de microbios más diversas que los sitios activos geotérmicos o los sitios de menos de 400 años. Si bien estos sitios más antiguos eran más diversos, los sitios más jóvenes y más activos mostraron interacciones más complejas entre los microbios, probablemente debido a la menor diversidad. Los microbios pueden necesitar trabajar juntos para sobrevivir mejor.
Los investigadores sospechan que los microbios tardan en colonizar los basaltos volcánicos y, a medida que cambia el entorno que los rodea, también cambia la estructura de su comunidad. En cuevas más frías, por ejemplo, Proteobacteria y Actinobacteria son más abundantes. “Esto plantea la pregunta de si los ambientes extremos contribuyen a la aparición de comunidades microbianas más interactivas, con microorganismos más dependientes entre sí”. se pregunta la microbióloga Rebecca Prescott de la Universidad de Hawái en Manoa. “Y si es así, ¿qué tienen los entornos extremos que esto ayuda a crear?”
En cuevas de lava más jóvenes, se descubrió que los microbios estaban más separados. Esto sugiere que la competencia es una fuerza más fuerte en ambientes más duros, una fuerza que reduce la probabilidad de que especies estrechamente relacionadas vivan una al lado de la otra.
La cultura conjunta es importante
Se encontraron diferentes tipos de bacterias, como Chloroflexi y Acidobacteria, en casi todos los sitios, independientemente de la edad. Estos microbios parecen ser actores clave en sus comunidades. Los investigadores las llaman especies “centrales” porque reúnen a otros microbios.
Es posible que los microbios Chloroflexi sean fuentes de carbono en el ecosistema al usar energía luminosa en condiciones relativamente oscuras, pero por ahora eso es solo especulación. Debido a que solo se secuenció parcialmente un gen en el estudio, Prescott y sus colegas no pueden decir cuál es el papel de un microbio en particular en su comunidad clandestina.
“Este estudio ilustra la importancia de estudiar los microbios en cocultivo, en lugar de simplemente cultivarlos como aislados”, dice Prescott. “En el mundo natural, los microbios no crecen de forma aislada. En cambio, crecen, viven e interactúan con muchos otros microorganismos en un mar de señales químicas de esos otros microbios. Esto puede alterar su expresión genética, afectando cuáles son sus roles en la comunidad”, concluye.
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