Glaciar Portage (derecha), Glaciar Burns (centro) y Glaciar Shakespeare (izquierda) en el centro sur de Alaska, visto desde el aire. (USGS, Centro de Ciencias de Alaska /)
En la oscuridad debajo de los glaciares, que varían en grosor desde menos de un cuarto de milla hasta una milla completa de profundidad (o más), los microbios no pueden depender de la luz solar para obtener energía. En cambio, muchos de estos resistentes organismos dependen de las rocas y el agua para sobrevivir. informó el 21 de diciembre en el diario procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
. Cuando el agua de deshielo reacciona con minerales erosionados por los glaciares, produce gas hidrógeno que los microbios pueden usar para generar energía química. Los investigadores encontraron que los microbios recolectados de corrientes glaciales islandesas ricas en hidrógeno disuelto estaban mejor adaptados para usar el gas que los de una corriente glacial canadiense donde el hidrógeno era menos abundante. Los hallazgos sugieren que procesos similares tal vez podrían sustentar formas de vida en planetas y lunas helados distantes.
“La comunidad que estaba en este sistema islandés estaba totalmente sintonizada con el uso de gas hidrógeno como su fuente de ‘alimento’”, dice Eric Boyd, microbiólogo de la Universidad Estatal de Montana en Bozeman y coautor de los nuevos hallazgos. “Están usando eso para construir biomasa, para construir material celular”.
Cuando los glaciares muelen sobre el suelo rocoso, dice, crean una forma inestable de sílice (un compuesto químico que se encuentra en la naturaleza como cuarzo) que puede reaccionar con el agua para producir hidrógeno y convertir el hierro circundante (que se encuentra en las rocas del área) en oxido. Los microbios usan este hidrógeno y óxido para alimentar sus metabolismos y convertir el dióxido de carbono de la atmósfera en carbono orgánico, de manera similar a como lo hacen las plantas durante la fotosíntesis.
Boyd y su equipo tomaron muestras de agua de deshielo de los glaciares de Islandia y Canadá. El glaciar Kötlujökull de Islandia se asienta sobre el volcán Katla, donde abunda un tipo de roca volcánica llamada basalto. El basalto es rico en muchos minerales como el hierro. El lecho rocoso debajo del glaciar Robertson en Alberta, Canadá, contiene piedra caliza, pizarra y arenisca. El basalto tiene mayores cantidades de sílice y hierro que los tipos de roca que se encuentran en el glaciar canadiense, lo que significa que toda esa molienda glacial en Kötlujökull debería producir más gas hidrógeno. Efectivamente, los investigadores encontraron que el agua de deshielo que había fluido sobre la roca basáltica debajo del glaciar Kötlujökull tenía aproximadamente 10 veces más hidrógeno disuelto que el agua del glaciar Robertson.
Luego, los investigadores recolectaron e incubaron microbios de ambos lugares en un refrigerador y les proporcionaron hidrógeno y dióxido de carbono. Los microbios en los sedimentos de Kötlujökull eran menos numerosos, pero comenzaron a engullir los nutrientes antes y de manera más prolífica que los del glaciar canadiense. “Es como, si pongo la mesa para cenar, ¿cuánto tiempo tardan las personas en aparecer y empezar a cenar?” Dice Boyd. “Esos organismos … ven hidrógeno con más frecuencia; no les toma tanto tiempo llegar a la mesa como lo haría si tuviera que aumentar su capacidad para usar ese gas hidrógeno “.
Con otro lote de sedimentos de Islandia, los investigadores persuadieron a los microbios a crecer suministrando hidrógeno, óxido y dióxido de carbono. Anteriormente, las bacterias que utilizan hidrógeno y óxido para generar energía de esta manera solo se encontraban en ambientes muy calientes o ácidos, como las aguas termales del Parque Nacional Yellowstone.
Aproximadamente el diez por ciento de la superficie terrestre de la Tierra está cubierta de hielo. “Ese es un … tipo de hábitat enorme del que sabemos muy poco”, dice Boyd. Descubrir cómo los microbios persisten en estos hábitats podría ayudarnos a comprender cómo perduró la vida pasada períodos gélidos en la historia de la Tierra. “Puede imaginarse estos entornos bajo el hielo, ya sea bajo un glaciar o una capa de hielo, como oasis perfectos para mantener esa biodiversidad durante esos períodos de glaciación global”, dice Boyd.
Estos entornos pueden dar a los científicos una idea de cómo las formas de vida podrían prosperar en cuerpos helados como Encelado, la luna de Saturno, donde columnas de vapor de agua e hidrógeno erupcionan de una corteza helada, o en Marte, que tiene una capa de lecho de roca basáltica similar a la de Islandia .
“Creemos que hay hielo de agua debajo de la superficie de Marte, por lo que podría haber lugares en el subsuelo de Marte donde haya agua líquida”, dice Boyd. “Si es así, ¿podría haber microbios haciendo cosas similares [as] que encuentras, digamos, en Islandia hoy? “
