Microbiología Marina

Descubren nuevas pistas sobre cómo se propagó la vida antigua

Una bacteria sobrevive en las profundidades del océano, donde los respiraderos hidrotermales emiten fluidos calientes en forma de humo: así podrían haber sido las primeras formas de vida

Un sector del campo hidrotermal Aurora, en Gakkel Ridge (Ártico central).

Un sector del campo hidrotermal Aurora, en Gakkel Ridge (Ártico central). / Créditos: HACON cruise 2021, REV Ocean.

Pablo Javier Piacente

Las bacterias identificadas en las columnas de los respiraderos de las profundidades marinas serían formas de vida microscópicas que los científicos ni siquiera sabían que existían: las mismas provienen del agua de mar circundante y no de los respiraderos hidrotermales, algo que podría explicar cómo algunas de las formas de vida más antiguas del océano, que existen desde hace más de 4 mil millones de años, evolucionaron y se extendieron.

Un equipo de investigadores liderado por el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, ha descubierto una variedad desconocida de bacteria que es capaz de prosperar y expandirse a partir de las mismas “nubes humeantes” que se propagan desde los respiradores hidrotermales y el agua de mar contigua, en las profundidades extremas de los océanos. Estas bacterias podrían ser parientes lejanos de las primeras formas de vida que se desarrollaron en la Tierra primitiva

Columnas de humo que transportan vida

En el fondo de los océanos, cerca de los límites de las placas tectónicas, fluidos calientes se elevan desde los denominados respiraderos hidrotermales, grietas o fisuras volcánicas en el lecho marino que liberan emanaciones de los volcanes submarinos. Estas áreas, caracterizadas por una intensa actividad química, están relacionadas con el origen de la vida en la Tierra. Los fluidos gaseosos que se liberan carecen de oxígeno y contienen grandes cantidades de metales como hierro, manganeso o cobre. En algunos casos pueden transportar sulfuros, metano e hidrógeno. 

Al mezclarse con el agua de mar que los rodea, prácticamente congelada y que dispone de oxígeno, se crean enormes columnas compuestas de partículas de sulfuro metálico, similares al humo que conocemos en la superficie terrestre. Las columnas de “nubes humeantes” se elevan desde el lecho marino y viajan a miles de kilómetros de su fuente. En esas mismas columnas, los científicos han descubierto formas de vida microscópicas hasta hoy desconocidas

Según el nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Nature Microbiology, una especie de Sulfurimonas, un género bacteriano que domina las comunidades microbianas en las profundidades del océano, no se desarrolla en los mismos respiraderos hidrotermales como otras variedades previamente estudiadas, sino en las propias columnas de humo que despiden los respiraderos y en el agua de mar que las circunda, en condiciones que hasta el momento se creían escasamente propicias para la vida. 

La nueva variedad identificada se denomina U Sulfurimonas pluma, siendo globalmente abundante y activa en las columnas de humo, desde las cuales se expande hacia el agua de mar. En comparación con otras especies similares, U Sulfurimonas pluma tiene un genoma reducido y un metabolismo basado en el hidrógeno como fuente de energía. El desarrollo de un nicho único por parte de esta variedad bacteriana, en las columnas de humo de los respiraderos hidrotermales, sugiere un papel poco apreciado hasta hoy en el desarrollo de la vida en las profundidades del océano.

Un ancestro desconocido

“Creemos que las columnas de humo no solo dispersan a los microorganismos alejándolos de los respiraderos hidrotermales, sino que también podrían conectar ecológicamente el océano abierto con los hábitats del fondo marino”, destacó en una nota de prensa el científico Massimiliano Molari, autor principal del nuevo estudio. “El análisis filogenético realizado sugiere que U Sulfurimonas pluma podría haber derivado de un ancestro asociado a un respiradero hidrotermal, que adquirió una mayor tolerancia al oxígeno y luego se extendió por los océanos”, agregó.

Este descubrimiento, concretado luego de una compleja campaña de investigación y muestreo en respiraderos hidrotermales y columnas de humo ubicadas en el Ártico Central y Sur, incluso a más de 2.500 metros de profundidad, podría modificar algunos conceptos relacionados con el origen de la vida en la Tierra primitiva

Al parecer, algunas especies microbianas como U Sulfurimonas pluma podrían haber prosperado desde hace 4 mil millones de años en las propias emanaciones generadas por los volcanes submarinos, desperdigándose desde allí hacia otros sectores del océano, y no quedar confinadas únicamente en los respiraderos hidrotermales.

Referencia

A hydrogenotrophic Sulfurimonas is globally abundant in deep-sea oxygen-saturated hydrothermal plumes. Massimiliano Molari et al. Nature Microbiology (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s41564-023-01342-w