El sorprendente hallazgo bajo el árido suelo del desierto de Atacama

Como un análogo de Marte. Encontrar trazas de vida en el desierto más árido del mundo es siempre un hito a reconocer. Sobre todo cuando ese desierto es el más seco del mundo, el que está justamente en el norte grande del país.

Un equipo de científicos del Centro Alemán de Investigación de Geociencias GFZ, junto con colegas de la Universidad Técnica de Berlín y la Universidad de Antofagasta descubrieron un hábitat subterráneo inexplorado hasta ahora. Esto se basó en métodos recientemente desarrollados de análisis de ADN molecular que permiten la extracción y análisis del material genético de organismos microscópicos.

Esto proviene de células intactas de organismos vivos o latentes, lo que permite detectar comunidades microbianas viables y potencialmente activas que habitan en suelos hiperáridos hasta una profundidad de 4,20 metros.

El estudio, publicado en la revista PNAS Nexus, amplía la comprensión de la biodiversidad de la región donde las condiciones extremas de sequía, salinidad y deficiencia de nutrientes están cerca de los límites de la vida. Los resultados también tienen implicaciones para la búsqueda de vida en otros planetas.

Según Adriana Aránguiz, académica de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Tarapacá, existen varios proyectos de científicos extranjeros trabajando en el desierto de Atacama. “Justamente tratando de hacer este vínculo entre lo que es el origen de la vida y, por otro lado, la vida en, por ejemplo, Marte”.

“El estudio de la diversidad y distribución microbiana es crucial para comprender plenamente el papel central de los procesos microbianos en el mantenimiento del equilibrio ecológico y la funcionalidad de los ecosistemas desérticos, especialmente en lo que respecta a su desarrollo futuro en el contexto del cambio climático”, dijo en un comunicado Dirk Wagner, jefe de la Sección de Geomicrobiología del GFZ y uno de los líderes del estudio.

Los 105.000 kilómetros cuadrados del desierto de Atacama son considerados el desierto más seco y, por tanto, se trata de un lugar de gran relevancia y adecuación para la investigación de este hábitat. Ya se habían investigado zonas poco profundas hasta profundidades de alrededor de un metro.

Las capas más profundas de los suelos desérticos, por otro lado, solo se habían analizado en unos pocos estudios hasta la fecha. Es por esto que los investigadores querían probar si los sedimentos más profundos del desierto hiperárido de Atacama también podrían ser un hábitat para microbios especializados.

El equipo de investigación estudió un perfil de suelo en el área de Yungay, a unos 60 kilómetros al sureste de Antofagasta. Todo esto para analizar la diversidad microbiana y su interacción con las propiedades del suelo a lo largo de un perfil de profundidad que incluía tanto los sedimentos de la playa como los depósitos de abanicos aluviales que se encuentran debajo, alcanzando una profundidad de 4,2 metros en dicha investigación.

Para ello, excavaron un perfil de suelo y tomaron muestras de suelo cada 10 centímetros hasta una profundidad de tres metros, luego cada 30 centímetros, que se llevaron a los laboratorios del GFZ para su análisis.

Para detectar rastros de vida en las muestras, los científicos utilizaron una nueva técnica de análisis de ADN molecular, que fue desarrollada por Dirk Wagner y otros en el GFZ: utilizando un método de extracción especial, es posible filtrar solo el ADN intracelular de una muestra, es decir, el material genético que se origina en células intactas y potencialmente activas. Para ello se utilizan diversos productos químicos, centrífugas y filtros.

“Este enfoque representa una mejora significativa para los estudios sobre la diversidad microbiana en entornos extremos, ya que excluye eficazmente el sesgo generado por el ADN de las células muertas y sigue proporcionando datos válidos incluso cuando se ha alcanzado el límite de detección para otros métodos debido a la baja cantidad de biomasa”, subrayó Wagner.

A través de la extracción de ADN intracelular y la posterior secuenciación genética de las muestras, los investigadores pudieron identificar microbios potencialmente viables hasta una profundidad de 4,2 metros. En los 80 centímetros superiores, encontraron principalmente microbios del filo Firmicutes, pero su número disminuyó con el aumento de la profundidad y, por lo tanto, también con el aumento de las cantidades de sales solubles.

Los investigadores sospechan que la alta concentración de sal y la creciente escasez de agua también podrían ser responsables de que cese la colonización microbiana en la parte baja de los sedimentos de la playa. En este sentido, sus hallazgos son consistentes con estudios anteriores.

Sin embargo, el equipo de Horstmann y Wagner descubrió una vez más una comunidad microbiana en los depósitos de abanicos aluviales por debajo de los dos metros. Es más diversa que la comunidad superficial y probablemente esté completamente aislada de la superficie. Consistía principalmente en bacterias pertenecientes al filo Actinobacteriota, un grupo con miembros especializados que a menudo se encuentran en suelos secos o prístinos.

La existencia de estos microbios podría estar relacionada con la presencia de yeso vesicular, que puede proporcionar una fuente de agua alternativa al disolverse en anhidrita. Los organismos observados en este estudio pertenecían a especies que pueden utilizar gases traza como el hidrógeno como fuente de energía para utilizar el CO2 como fuente de carbono para su crecimiento.

“Este tipo de metabolismo, llamado quimiolitoautotrofia, se ha sugerido en otros estudios que es importante para los suelos hiperáridos donde la materia orgánica es extremadamente limitada como fuente de carbono. Por lo tanto, también podría ser esencial para los nichos subterráneos aislados investigados en este estudio”, añadió Lucas Horstmann, uno de los autores del estudio.

Horstmann concluye que este descubrimiento “desafía nuestra comprensión actual de los ecosistemas desérticos”. Los autores sugieren que esta comunidad podría haber colonizado el suelo hace ya 19.000 años, antes de su enterramiento por depósitos de playa, y plantean la hipótesis de que podría continuar hacia abajo por una distancia desconocida, representando una biosfera profunda previamente desconocida bajo suelos desérticos hiperáridos.

“Dada la amplia distribución de las tierras secas en nuestro planeta, la presencia de comunidades potencialmente fijadoras de carbono en suelos subterráneos previamente inexplorados tiene profundas implicaciones no solo para la biodiversidad en los desiertos, sino también para el ciclo de elementos a escala global”, agregó Dirk Wagner. “Esto indica que la importancia de estos hábitats ha sido subestimada hasta ahora. Y enfatiza la importancia de los hábitats subterráneos para una comprensión integral de los ecosistemas desérticos en el futuro”.

Los investigadores enfatizan que los resultados de este estudio no solo tienen implicaciones para nuestro planeta Tierra, sino que también son relevantes para las discusiones en curso sobre la búsqueda de vida en otros planetas: “La presencia de depósitos de yeso en Marte, similares a los que se encuentran en los sedimentos de abanicos aluviales, es de gran interés para la astrobiología. La asociación de estas comunidades subsuperficiales con sustratos yesosos en Atacama puede proporcionar más evidencia de que los depósitos de yeso en Marte no solo indican la posibilidad de agua líquida en el pasado, sino que también podrían servir como un nicho habitable para la vida microbiana en el presente”.