09/25/2020

El despertar de los microbios prehistóricos

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Durante décadas, los científicos han recolectado muestras antiguas de sedimentos del fondo marino para comprender mejor los climas de tiempos pasados, el modelo de la tectónica de placas y el ecosistema marino profundo. Ahora, un equipo internacional de científicos dirigido por el geomicrobiólogo Yuki Morono, de la Agencia de Ciencia y Tecnología de la Tierra y el Mar de Japón, ha revivido los microbios extraídos de los sedimentos del fondo marino que datan de hace 100 millones de años, cuando los grandes dinosaurios merodeaban por el planeta. 

Este nuevo estudio amplía nuestra visión de las zonas habitables en la Tierra y la capacidad de los microbios para sobrevivir en condiciones inhóspitas. En el ambiente de laboratorio, estos microbios volvieron a la vida, “masticando” alimentos y multiplicándose. Después de soportar condiciones extremas con recursos limitados durante millones de años, estas bacterias lograron “retener su potencial metabólico”, según la nueva investigación, que se publicó el jueves pasado en Nature Communications. Y es que muchas bacterias, incluidos patógenos peligrosos, pueden realizar modificaciones radicales en su metabolismo, cambiando a un estado latente que les permite sobrevivir por períodos en los que no es posible el crecimiento.

Anteriormente, los científicos habían recuperado y “revivido” bacterias que se encontraban en cristales de la Formación Salado en Nuevo México de hace 250 millones de años, pero en esa oportunidad algunos expertos no estuvieron de acuerdo con este hallazgo, diciendo que las muestras estaban contaminadas. Luego, en 1995, los científicos revivieron una espora bacteriana de una abeja preservada en ámbar de entre 25 y 40 millones de años. En un trabajo de 2016, publicado en Current Biology, se demostró que cuando faltaba el nitrógeno como nutriente principal, muchas bacterias dejaban de crecer e ingresaban en un estado latente, pudiendo sobrevivir largos períodos sin alimentos. Pero, cuando se exponen a un suministro accesible de nitrógeno, vuelven a reactivarse. Este programa genéticamente codificado de latencia y reactivación, permite a las bacterias colonizar ambientes en los que el suministro de nitrógeno es inconstante. 

Las muestras de sedimentos que contenían los microbios se extrajeron hace 10 años en la llanura abisal en el Pacífico Sur, consideradas las aguas oceánicas más claras del mundo. A bordo del buque de investigación JOIDES Resolution, el equipo perforó numerosos núcleos de sedimentos a 100 metros debajo del fondo marino y casi 6.000 metros debajo de la superficie del océano, siendo estas las muestras de sedimentos marinos más antiguas jamás estudiadas. Se detectó algo de oxígeno en estas capas profundas, pero prácticamente ningún material orgánico como el carbono (un alimento para microbios).

En el fondo marino hay capas de sedimentos que consisten de nieve marina (desechos orgánicos continuamente provenientes de la superficie del mar), polvo y partículas transportadas por el viento y las corrientes oceánicas. Debido a que las partículas de materia orgánica que caen al fondo marino son tan escasas en esta región, la formación del sedimento es excepcionalmente lenta, formándose a una velocidad de casi 1 a 2 metros cada millón de años. El análisis genético reveló que la mayoría de los microbios recolectados eran bacterias aeróbicas, es decir que requieren oxígeno para vivir. Además, los investigadores vieron directamente un renacimiento microbiano a través de la incorporación de nutrientes añadidos. En este caso, los microbios despiertos se dedicaron inmediatamente a sus “negocios” microbianos, que son consumir alimentos y participar en la división celular. 

De vuelta en el laboratorio, estos microbios se incubaron hasta 557 días y se les dio una dieta constante de alimentos marcados con isótopos estables de carbono y nitrógeno (amoníaco, acetato y aminoácidos), para rastrear el consumo de estos nutrientes durante el proceso metabólico de la bacteria. Dentro del agradable entorno del laboratorio, los microbios respondieron casi de inmediato. En el transcurso de 68 días, los investigadores observaron con asombro cómo las poblaciones aumentaron de tamaño en más de cuatro órdenes de magnitud, de tan solo unas 100 pasaron a 1 millón de células por centímetro cúbico. El 99,1% de los microbios encontrados dentro de las muestras “volvieron a la vida”, en un resultado que incluso emocionó a los científicos.

Mantener una capacidad fisiológica completa durante 100 millones de años en aislamiento es una hazaña impresionante. Por tanto los microbios estaban “en ayuno”. 

Los resultados respondieron al objetivo principal de la investigación, que era comprobar si la vida podía mantenerse en un ambiente tan privado de nutrientes y, de ser así, por cuánto tiempo podrían sobrevivir estos microbios prácticamente sin alimentos. Se sabe que hay vida en sedimentos profundos cerca de los continentes donde existe mucha materia orgánica enterrada. Pero lo que encontraron fue que la vida se extiende en las profundidades del océano desde el fondo marino hasta el sótano rocoso subyacente. 

Estos resultados son sorprendentes y biológicamente desafiantes, con una gran fracción de microbios que pudieron revivirse luego de un tiempo muy largo de “cuarentena”, en condiciones extremadamente bajas de nutrientes y energía solar en las profundidades del fondo marino. Estos resultados nos permitirían tener expectativas sobre hallar vida en lugares tan inhóspitos de nuestro sistema solar, como la superficie de Marte. En febrero del 2021, la misión Perseverance de la NASA va con intenciones de hallar vida y, ¿por qué no? revivirla.

FUENTE: https://efectococuyo.com/opinion/el-despertar-de-los-microbios-prehistoricos/?fbclid=IwAR1O7-yLxGP6NSrbSMACAUi9lJSjUNY1zhPM9u5XS7-2C85ohH0JAbfw2gY