18 marzo, 2013

Actividad microbiana en el lugar más profundo de la Tierra

Es un hecho. No existe un ambiente inhóspito para las bacterias. A 11.000 metros de profundidad y sometidos a una presión hidrostática que supera 1000 veces la presión atmosférica, ellas proliferan al parecer sin inconvenientes según un estudio publicado el 17 de marzo en Nature Geoscience.

deep_challengerEquipo usado para los estudios en el abismo Challenger.

Toda la vida en los océanos depende de los organismos fotosintéticos (microalgas y fitoplancton) que habitan en su superficie, los cuales forman la base de la cadena trófica. A medida que son devorados por otros organismos más grandes se van generando desechos de materia orgánica que se hunden y sedimentan en el fondo del mar (aproximadamente del 1% al 2%). Esta materia orgánica, a su vez, sirve de sustento para microorganismos que se encargan de descomponerla.

Si bien a grandes profundidades la salinidad, los niveles oxígeno disuelto en el agua y la temperatura se mantienen constantes, la presión hidrostática es extrema. Además, se cree que la tasa de deposición de materia orgánica se reduce con la profundidad, limitando así la diversidad de organismos que pueden sobrevivir a estas condiciones. Sin embargo, hasta ahora nadie ha estudiado los sedimentos de las zonas más profundas del planeta.

A fines del 2010, un grupo de investigadores liderados por el Dr. Ronnie Glud usaron un poderoso equipo para estudiar estos sedimentos in situ en el abismo Challenger. El aparato contaba con dos instrumentos: uno servía para medir la distribución de oxígeno con una resolución de 0.5 mm y el otro para colectar núcleos intactos de sedimentos de hasta 50 cm de longitud.

Se colectaron un total de 21 núcleos de sedimento tanto del abismo Challenger como de una región ubicada 58 Km al sur y a 6000 m de profundidad que sirvió como referencia para todas las mediciones.

Contra todo pronóstico, Glud y sus colaboradores vieron que los sedimentos del abismo Challenger mostraban una tasa de consumo de oxígeno dos veces mayor (figura b) que los sedimentos obtenidos a 6000 m (figura a), así como también, una mayor concentración de Carbono y pigmentos fototróficos (clorofila a y faeofitina), los cuales son difíciles de degradar por las bacterias y son un indicio que el sedimento es joven. Todos estos datos apuntan a una actividad microbiana heterotrófica intensa.

deep_challenger2

Para estudiar la dinámica de la deposición de los sedimentos en el abismo Challenger, Glud y su equipo usaron el método del Plomo-210, un isótopo natural con periodo de desintegración de 22,3 años. Básicamente la técnica consiste en comparar las concentraciones de Pb-210 producido por el decaimiento del Radio-226 y del Radón-222. El Radón, al ser un gas noble, se libera del sedimento y asciende hasta la atmósfera y cuando se desintegra a Pb-210, éste cae de vuelta al océano y se sedimenta. La tasa a la cual éste isótopo se deposita en el fondo marino nos da una idea de la tasa de sedimentación.

Los resultados del estudio del Pb-210 demostraron que la tasa de sedimentación en el abismo Challenger fue 3 veces superior a la de la referencia (6000 m). Sin embargo, aún no hay una explicación clara para este fenómeno. Los investigadores creen que las zonas más profundas de la Fosa de las Marianas actúan como una trampa de sedimentación. Otra explicación es que la actividad geológica a estas profundidades es más intensa, promoviendo así la resuspensión y deposición rápida de los sedimentos.

La conclusión es que gracias la rápida tasa de deposición de materia orgánica en el abismo Challenger, los microorganismos extremófilos que viven a estas presiones pueden florecer ya que cuentan con una fuente de alimento constante. Sería muy interesante poder identificarlos en el laboratorio, pero por ahora es imposible aislarlos y cultivarlos ya que se requeriría de cabinas especiales que simulen las grandes presiones que ellas requieren para vivir. Un estudio metagenómico a partir de las muestras de sedimentos colectados sería mucho más factible. 


Referencia:

ResearchBlogging.orgGlud, R., Wenzhöfer, F., Middelboe, M., Oguri, K., Turnewitsch, R., Canfield, D., & Kitazato, H. (2013). High rates of microbial carbon turnover in sediments in the deepest oceanic trench on Earth Nature Geoscience DOI: 10.1038/ngeo1773

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