Escrito por Emma Catón — En lo profundo de los lagos remotos de la Antártida, prosperan comunidades de microorganismos donde sólo unas pocas formas de vida pueden sobrevivir.
El lago Untersee es el lago de agua dulce más grande del interior de la Antártida Oriental.
Con una superficie constantemente enterrada bajo varios metros de hielo y una exposición limitada a la luz solar durante la mayor parte del año, el lago está desprovisto de organismos más grandes, como plantas y animales. Pero en el fondo, el rico ecosistema está ayudando a los científicos a comprender mejor cómo evolucionó la vida en nuestro planeta primitivo.
Resumen gráfico – Microbiología ambiental
Enormes comunidades de microorganismos forman extrañas estructuras en el fondo del lago, desde pequeños picos estrechos hasta estructuras cónicas más grandes. Sin embargo, por qué se forma en dos formas diferentes ha sido un misterio para los científicos. Un nuevo estudio publicado en la revista Environmental Microbiology Se busca responder a esta pregunta.
«Debido a que el lago Untersee tiene estas dos formaciones diferentes, esto nos permite estudiar cómo se forman estas estructuras microbianas», dice la Dra. Anne Jungblut, investigadora microbiana del museo y autora del estudio.
«Si los microbios en estas estructuras son similares, esto sugiere que están moldeados principalmente por fuerzas ambientales. Pero si tienen una composición diferente de especies, esto podría significar que la forma en que crecen estas especies tiene un mayor impacto en la forma de estas estructuras. «
«Debido a que estas dos estructuras crecen una al lado de la otra en el mismo entorno, creemos que los tipos de microbios desempeñan un papel más importante a la hora de influir en la forma de la estructura. Por eso, en este estudio, queríamos observar más de cerca los organismos que forman estas estructuras.»
Vista aérea del lago Untersee cubierto de hielo con montañas al fondo. El lago Untersee es un gran lago de agua dulce en la Antártida Oriental que está permanentemente cubierto de hielo. © Dale T. Andersen y James Grecian
¿Cuáles son los componentes de estas estructuras?
Aunque el lago Untersee está constantemente cubierto de hielo, penetra suficiente luz en las profundidades del lago, lo que permite que sobreviva la vida fotosintética.
La capa superior de estas estructuras microbianas es muy colorida, ya que está llena de organismos fotosintéticos que producen pigmentos para ayudar a capturar la poca luz que llega al fondo del lago. Debajo de esta capa, parece arcilla vacía, pero también está llena de varios organismos que no usan la luz para crecer.
Los investigadores analizaron varias muestras pequeñas, cada una de las cuales pesaba menos de un gramo, para aprender más sobre las especies que forman estas diferentes estructuras. Luego extrajeron el ADN y lo utilizaron para reconstruir los genomas de diferentes especies y ver qué había allí.
Las muestras contenían una variedad de organismos unicelulares, como arqueas, y protozoos más complejos, como microhongos, ciliados y amebas. Las capas externas estaban compuestas en gran parte por cianobacterias, un tipo de bacteria fotosintética que se encuentra naturalmente en la mayoría de los ecosistemas de agua dulce del mundo.
Los dos tipos de estructuras microbianas estaban dominados por dos especies diferentes de cianobacterias. Las estructuras en forma de cono contenían una mayor cantidad de cianobacterias gruesas Microcoleus, mientras que las estructuras de forma apical contenían una mayor cantidad de cianobacterias delgadas Elainellacea.
«Basándonos en nuestra investigación, creemos que las cianobacterias desempeñan un papel en la forma en que se forman estas estructuras», dice Anne. «Por lo tanto, debe haber alguna forma en que crecen que conduzca a estas diferentes formas».
«Pero todavía no sabemos por qué hay ciertas áreas del lago donde crecen diferentes especies y cómo estos diferentes microorganismos interactúan entre sí. Esto es algo que queremos explorar en nuestras futuras investigaciones».
Un buzo emerge de las profundidades del lago con una muestra atrapada. Los investigadores se sumergieron para recolectar muestras de estructuras microbianas. © Dale T. Andersen y James Grecian
¿Cómo nos dicen más estas estructuras microbianas sobre la vida temprana en la Tierra?
Las estructuras microbianas en el lago Untersee continúan creciendo cada año a medida que la combinación de microorganismos y sedimentos caídos crea capas que pueden formar grandes estructuras durante cientos de años y tal vez incluso miles de años.
Estas estructuras microbianas blandas se forman de manera similar a los estromatolitos, que aparecieron por primera vez en nuestro planeta hace miles de millones de años y se encuentran entre los fósiles más antiguos conocidos.
Aunque los estromatolitos todavía existen hoy en día, son más conocidos como una característica clave de la Era Arcaica, que se extendió hace entre 4 y 2.500 millones de años. Durante este tiempo, no existían ninguna de las plantas, animales u otros organismos complejos que vemos hoy.
La única vida que existía era la vida unicelular. Muchos estromatolitos arcaicos también estaban compuestos de cianobacterias capaces de realizar la fotosíntesis y se cree que fueron en gran medida responsables de la atmósfera rica en oxígeno de la que dependemos hoy.
Los científicos están aprovechando la oportunidad para estudiar las estructuras microbianas vivas para intentar aprender más sobre cómo evolucionó la vida durante esta temprana época de la historia de la Tierra.
«La mayoría de los hábitats de la Tierra hoy en día contienen muchos organismos que no existían en la Tierra primitiva», dice Anne. «Por eso estudiamos estas estructuras en la Antártida porque es un entorno extremo donde muchos organismos no podían sobrevivir y, por lo tanto, refleja mejor lo que sucede». «Este fue el caso durante la era Arcaica».
«El lago Untersee se caracteriza por sus diversas formas de estructuras microbianas. El estudio de estas estructuras puede ayudarnos a aprender más sobre cómo evoluciona, se forma y organiza la vida y cómo se ve afectada por las fuerzas ambientales».
El análisis del genoma revela diversidad taxonómica y complejidad metabólica en las estructuras microbianas de los lagos antárticosMicrobiología Ambiental (Acceso Abierto)
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