Los ecosistemas
profundos de la Tierra (y otros planetas)
Los colaboradores del Observatorio Deep Carbon, que
exploran las "Galápagos de las profundidades", se suman a lo que se
sabe y se desconoce acerca del ecosistema más prístino de la Tierra.
Las bacterias, las arqueas y otros microbios, existen
incluso en el subsuelo más profundo conocido, y son más extraños que sus
homólogos de superficie.
Aproximadamente 70%
de las bacterias y arqueas de la Tierra viven bajo tierra
La vida profunda de la Tierra sugiere que los microbios
podrían habitar el subsuelo de otros planetas
Las bacterias que apenas manifiestan algún tipo de metabolismo (algo así como las bacterias "zombies") y otras
formas de vida análogas constituyen una inmensa cantidad de carbono contenido en las moléculas orgánicas en las profundidades
del subsuelo de la Tierra.
En la víspera de la reunión anual de la American
Geophysical Union, los científicos del Deep Carbon Observatory informaron hoy
sobre varios descubrimientos transformadores, entre ellos, la cantidad y el
tipo de vida que existe en el subsuelo profundo, bajo los extremos más
extremos de presión, temperatura y con un consumo de energía y nutrientes extremadamente bajos.
Perforando 2.5 kilómetros en el fondo marino, y muestreando
microbios de minas continentales y pozos de más de 5 km de profundidad, el
equipo de investigadores ha utilizado los resultados para construir modelos del ecosistema en las
profundidades del planeta.
Con información obtenida a partir de cientos de sitios bajo
los continentes y los mares, han evaluado que el tamaño de la biosfera profunda es de 2 a 2.3 billones de kilómetros cúbicos (casi el doble del volumen de todos
los océanos), así como la masa de carbono de la vida profunda podría alcanzar de: 15 a 23 [1] mil
millones de toneladas (un promedio de al menos 7.5 toneladas de carbono por cu
km km).
El trabajo también ayudó a determinar los tipos de entornos que en otros planetas o asteroides podrían sustentar la vida.
Entre muchos descubrimientos e ideas clave se señalan lo siguientes:
La biosfera profunda constituye un mundo que se puede ver
como una especie de "Galápagos subterráneos" e incluye miembros de
los tres dominios de la vida: bacterias y arqueas (microbios sin núcleo con
membrana) y eucariotas (microbios o organismos multicelulares con células). que
contienen un núcleo así como organelos unidos a la membrana)
Dos tipos de microbios, bacterias y arqueas, dominan la
Tierra Profunda. Entre ellos hay millones de tipos distintos, la mayoría aún
por descubrir o caracterizar. Esta llamada "materia oscura"
microbiana expande dramáticamente nuestra perspectiva sobre el árbol de la
vida. Los científicos de Deep Life dicen que alrededor del 70% de las bacterias
y arqueas de la Tierra viven en el subsuelo
Los microbios profundos a menudo son muy diferentes de sus
primos de superficie, con ciclos de vida en escalas de tiempo casi geológicas,
que en algunos casos comen solo con energía de las rocas.
La diversidad genética de la vida debajo de la superficie
es comparable o superior a la superficie
Si bien las comunidades microbianas subsuperficiales
difieren mucho entre entornos, ciertos géneros y grupos taxonómicos superiores
son ubicuos: aparecen en todo el planeta
La riqueza de la comunidad microbiana se relaciona con la
edad de los sedimentos marinos donde se encuentran las células, lo que sugiere
que en los sedimentos más antiguos, la energía de los alimentos ha disminuido
con el tiempo, lo que reduce la comunidad microbiana
Los límites absolutos de la vida en la Tierra en términos
de temperatura, presión y disponibilidad de energía aún no se han encontrado.
Los registros se rompen continuamente. Un pionero para el organismo más
caliente de la Tierra en el mundo natural es Geogemma barossii, un organismo
unicelular que prospera en las fuentes hidrotermales en el fondo marino. Sus
células, pequeñas esferas microscópicas, crecen y se replican a 121 grados
centígrados (21 grados más que el punto de ebullición del agua)
La vida microbiana puede sobrevivir hasta 122 ° C, el
récord alcanzado en una cultura de laboratorio (en comparación, el lugar más
cálido de la superficie de la Tierra en un desierto iraní deshabitado, es de
aproximadamente 71 ° C, la temperatura de un filete bien hecho) )
La profundidad récord a la que se ha encontrado vida en el
subsuelo continental es de aproximadamente 5 km; el récord en aguas marinas es
de 10,5 km desde la superficie del océano, una profundidad de presión extrema;
a 4000 metros de profundidad, por ejemplo, la presión es aproximadamente 400
veces mayor que a nivel del mar
Los científicos tienen una mejor comprensión del impacto en
la vida en las ubicaciones subsuperficiales manipuladas por los humanos (por
ejemplo, lutitas fracturadas, captura y almacenamiento de carbono)
La precisión cada vez mayor y el costo decreciente de la
secuenciación de ADN, junto con los avances en las tecnologías de perforación
en aguas profundas (pionero en el buque científico japonés Chikyu, diseñado
para perforar en el fondo en algunas de las regiones más sísmicamente activas
del planeta) lo lograron Es posible que los investigadores vean por primera vez
la composición de la biosfera profunda.
Existen esfuerzos comparables para perforar cada vez más
profundamente en ambientes continentales, utilizando dispositivos de muestreo
que mantienen la presión para preservar la vida microbiana (ninguno de los
cuales se cree que represente una amenaza o beneficio para la salud humana).
Para estimar la masa total de la vida profunda
subcontinental de la Tierra, por ejemplo, el equipo compiló datos sobre la
concentración de células y la diversidad microbiana de lugares de todo el
mundo.
Dirigidos por Cara Magnabosco del Centro de Biología
Computacional del Instituto Flatiron, Nueva York, los científicos analizaron
una serie de consideraciones, que incluyen el flujo de calor global, la
temperatura de la superficie, la profundidad y la litología (las
características físicas de las rocas en cada ubicación) para estimar que
subsuelo continental alberga 2 a 6 × 1029 celdas.
Combinado con las estimaciones de la vida del subsuelo
debajo de los océanos, la biomasa global total de la Tierra profunda es de
aproximadamente 15 a 23 petagramos (15 a 23 mil millones de toneladas) de
carbono.
Dice Mitch Sogin, del Laboratorio de Biología Marina, Woods
Hole, EE. UU., Copresidente de la comunidad Deep Life de DCO con más de 300
investigadores en 34 países: "Explorar el subsuelo profundo es similar a
explorar la selva amazónica. Hay vida en todas partes, y en todas partes hay
una abundancia impresionante de organismos inesperados e inusuales.
"Los estudios moleculares aumentan la probabilidad de
que la materia oscura microbiana sea mucho más diversa de lo que sabemos
actualmente, y los linajes de ramificación más profundos desafían el concepto
de tres dominios introducido por Carl Woese en 1977. Tal vez nos estamos
acercando a un nexo donde los primeros los posibles patrones de ramificación
podrían ser accesibles a través de una investigación profunda de la vida
".
"Hace diez años, sabíamos mucho menos sobre las
fisiologías de las bacterias y microbios que dominan la biosfera del
subsuelo", dice Karen Lloyd, de la Universidad de Tennessee en Knoxville,
EE. UU. “Hoy, sabemos que, en muchos lugares, invierten la mayor parte de su
energía simplemente en mantener su existencia y poco en crecer, lo cual es una
forma fascinante de vivir.
“Hoy también, sabemos que la vida subsuperficial es común.
Diez años atrás, solo habíamos probado algunos sitios, el tipo de lugares en
los que esperaríamos encontrar vida. Ahora, gracias al muestreo ultra profundo,
sabemos que podemos encontrarlos en casi todas partes, aunque el muestreo
obviamente ha alcanzado solo una parte infinitesimalmente pequeña de la
biosfera profunda ".
"Nuestros estudios de microbios de biosfera profundos
han producido mucho conocimiento nuevo, pero también una realización y una
apreciación mucho mayor de lo mucho que todavía tenemos que aprender sobre la
vida del subsuelo", dice Rick Colwell, Universidad Estatal de Oregón, EE.
UU. “Por ejemplo, los científicos aún no conocen todas las formas en que la
vida profunda del subsuelo afecta la vida de la superficie y viceversa. Y, por
ahora, solo podemos maravillarnos de la naturaleza de los metabolismos que
permiten que la vida sobreviva en las condiciones extremadamente empobrecidas y
prohibitivas para la vida en la Tierra profunda ".
Entre los muchos enigmas restantes de la vida profunda en
la Tierra:
Movimiento: ¿Cómo se extiende la vida profunda,
lateralmente a través de grietas en las rocas? ¿Arriba abajo? ¿Cómo puede la
vida profunda ser tan similar en Sudáfrica y Seattle, Washington? ¿Tenían
orígenes similares y estaban separados por placas tectónicas, por ejemplo? ¿O
se mueven las comunidades mismas? ¿Qué papel juegan los grandes eventos
geológicos (como la tectónica de placas, los terremotos, la creación de grandes
provincias ígneas, los bombardeos de meteoritos) en los movimientos de la vida
profunda?
Orígenes: ¿Comenzó la vida en lo profundo de la Tierra (ya
sea dentro de la corteza, cerca de respiraderos hidrotermales o en zonas de
subducción) y luego emigró hacia el sol? O
Referencia:
https://deepcarbon.net/life-deep-earth-totals-15-23-billion-tonnes-carbon
