El Sistema Solar y la Vida

Vida en el Hielo

Por: Lee J. Siegel

Desde los helados mares árticos a los lagos y secos valles antárticos, los científicos estudian a los microbios que toleran las más gélidas temperaturas de la Tierra, para aprender así, dónde buscar vida en otros mundos.

Desde los helados mares árticos a los lagos y secos valles antárticos, los científicos estudian a los microbios que toleran las más gélidas temperaturas de la Tierra, para aprender así, dónde buscar vida en otros mundos. Entre las posibilidades se encuentra la búsqueda de fósiles en los lechos lacustres de Marte y bacterias envueltas en fluidos y hielo en la luna de Júpiter llamada Europa.

“Es tremendamente importante que aprendamos más acerca de los microbios adaptados al frío, ya que todos los medioambientes que hasta ahora hemos contemplado como medios de sostenimiento posible para la vida mas allá de la Tierra [en nuestro sistema solar] son medios helados,” dice la microbióloga Jody W. Deming, profesora de oceanografía en la Universidad de Washington en Seattle.

“Para emprender nuestra búsqueda de vida extraterrestre necesitamos saber como pueden todas estas formas de vida terrestre mantenerse a temperaturas supergélidas. Las superficies de Marte y Europa son en ambos casos muy, muy frías, por lo que cualquier muestra que seamos capaces de obtener en estos mundos estarán congeladas.”

Los organismos psicrófílos o amantes del frío – psychro es el término griego para frío – son microbios que pueden crecer y replicarse a temperaturas en el rango desde los +15 hasta los –15 grados Celsius (de 59º F a 5º F) , y que pueden sobrevivir incluso a temperaturas de congelación, dice Deming. Ella dice que los investigadores almacenan habitualmente bacterias en el laboratorio a menos 80º C (-112º F), y algunas sobreviven.

Los verdaderos psicrófílos mueren cuando se alcanzan las temperaturas habituales en nuestros hogares (20º C, o 68º F), por lo que la mayor parte de estos organismos habitan en medios acuáticos, tales como los océanos, donde las temparaturas permanecen estables, dice el biólogo y miembro del NAI Imre Friedmann, del Centro de Investigación NASA Ames, en Mountain View, California.

Debido a la fluctuación de las temperaturas continentales, explica Friedman, “practicamente no existen psicrófilos en ambientes terrestres,” solo organismos “psicrotolerantes” que pueden sobrevivir tanto a temperaturas bajas como templadas.

Los organismos psicrófílos y psicrotolerantes de la Tierran incluyen a las arqueas – las formas de vida similares a las bacterias más antiguas que existen – bacterias, algas, cianobacteras, (también llamadas algas azul-verdosas) y hongos.

La mayoría de los termófilos, u organismos amantes del calor, son primitivos y evolucionaron poco despúes del origen de la vida en la Tierra, quizás en las cercanías de las afloraciones volcánicas submarinas. Pero los organismos adaptados al fríos aparecen en diferentes grupos del árbol evolutivo, por lo que Friedmann cree la habilidad adaptativa al frío evolucionó independientemente en cada uno de estos grupos de organismos.

En la Tierra, muchos microbios amantes o tolerantes del frío viven en grandes areas oceánicas, algunos florencen en demasía, como la tóxica cianobacteria, responsable de la muerte de focas en el Mar del Norte, dice el microbiólogo David Wynn-Williams, lider del proyecto de astrobiología para la Inspección en el Antártico Británico.

Las algas tolerantes al frío son responsables de la motas de nieve de color rojizo que se pueden observar en los glaciares y hielos polares. Otros microbios psicrotolerantes antárticos viven en las estructuras rocosas del desierto polar y en los límites de las placas de hielo, así como en los suelos del fondo de los lagos cubiertos de hielo.

Deming cree que el “hielo marino es un lecho abonado para los microbios adaptados al frío, que aparecen en cualquier parte de los océanos.”

Ella y sus colegas utilizan motonieves y trineos para tomar muestras invernales del hielo marino ártico de Barrow, Alaska. Deming dice que Karen June, una estudiante de doctorado en Wasington, ha encontrado evidencias de la supervivencia de las bacterias – e incluso de su actividad metabólica – a menos 20º Celsius (-24º F) en el hielo marino invernal.

Estrategias de Supervivencia

Deming dice que algunas bacterias sobreviven en el hielo marino gracias a la secreción de una sustancia química anticongelante a las que ella llama “exopolímeros” o “viscosidad orgánica”.

“Para el profano, la palabra sería moco,” comenta. “La bacteria simplemente se rodea a si misma de mucosidad. Lo cual la mantiene en un ambiente fluido. La protege contra la congelación, de hecho la protege contra al daño que causarían los cristales de hielo en sus paredes celulares,” y también la protege contra las altas concentraciones de sal.

“Creemos que esta mucosidad también mantiene los poros del interior del hielo lo bastante grandes como para que las bacterias no sean aplastadas por él,” añade.

Si microbios cubiertos de moco viviesen en el interior de las capas superiores del hielo oceánico que se supone que cubre Europa, especula Deming, los exopolímeros podrían provocar cambios en la reflectancia del hielo, en un modo que podría ser detectado por las sondas especiales – una posibilidad que requiere más investigación.

Varios organismos terrestres, incluyendo algunas levaduras y gusanos nemátodos, sobreviven al frío extremo gracias a la producción de trealosa, un azúcar que sustituye al agua y evita que se colapsen las proteínas vitales, como las enzimas, lo cual les permite sobrevivir cuando las condiciones son frías y secas, añade Wynn-Williams.

Deming dice que la investigación de Junge ha dejado al descubierto otro truco de supervivencia: “Casi el 99% de las bacterias que se mantienen activas en el hielo marino durante el invierno están unidas a alguna superficie,” bien sean las paredes de los poros interiores del hielo, granos de mineral, o cristales de sal.

“Esto hace que la búsqueda de vida en Europa se torne muy excitante ya que su superficie está salpicada de áreas coloreadas de rojo oscuro o marrón, donde los planetólogos creen que se ha depositado la sal,” añade Deming.

Ella sospecha que las bacterias amantes del frío se adhieren a las superficies por la misma razón por la que los microbios crecen en las paredes de las tuberías residuales: el líquido fluye a través de los poros del hielo entregando nutrientes y alejando los restos.

Wynn-Williams, miembro del NAI, apunta que los microbios tolerantes al frío también sobreviven gracias a que sus mebranas celulares “permanecen relativamente fluídas a bajas temperaturas.”

Otra técnica de supervivencia consiste en permanecer en animación suspendida. Wynn-Williams dice que una charca en el seco Valle de Taylor en la Antártida está saturado con tanto cloruro de calcio que no se congela hasta alcanzar los menos 53º C (menos 63º F), y aún así las bacterias sobreviven allí, aunque a duras penas.

“No hacen nada”, dice Wynn-Williams. “Los microbios que viven en el interior de las crestas rocosas en los secos valles Antárticos tardan 10.000 años en metabolizar una simple molécula de dóxido de carbono.”

Hace frío ahí fuera

El Antártico Lago Vostok, de casi 23 kilómetros de longitud (14 millas), está permanentemente cubierto por una capa de hielo de un grosor de 3,7 Kms. (2,3 millas). Se han hallado bacterias en los estratos superiores de esta capa de hielo, pero Wynn-Williams quiere buscar microbios en los sedimentos del fondo del lecho lacustre, los cuales podrían tener al menos 500.000 años, y estar libres de contaminación humana.

Dice que Vostok, “es una analogía de Europa. Tienes que conseguir atravesar una capa de hielo, y descender por una columna de agua hasta los sedimentos del fondo.”

Wynn-Williams cree que será más probable encontrar microbios amantes del calor viviendo cerca de los afloramientos termales del fondo sumbarino de Europa, que encontrar organismos tolerantes al frío. Aún así, dice que los microbios psicrotolerantes podrían haber evolucionado si algún bichito amante del calor hubiese sido transportado desde el fondo hacia el hielo de las alturas. Firedmann es menos optimista. Él duda que en Europa exista el volcanismo o la convección adecuada tanto para la vida sicrófila como para la termófila. Cree que aún cuando se den las condiciones para la vida, es dificil imaginar el modo en que surgió la vida en Europa o el modo en que llegó hasta allí proveniente de la Tierra o Marte.

La Antártida tambien ofrece medioambientes similares a los habitats marcianos, en los que una vez vivieron organismos adaptados al frío – o podrían vivir aún.

Si la vida apareció en Marte, pudo haberlo hecho igual de rápido que en la Tierra, ya que Marte se enfrió enseguida, alcanzando la temperatura qe permite el sostenimiento de una biosfera. La Tierra se fundió de nuevo hace 4.550 millones de años, tras su primer enfriamiento, debido a una colisión masiva con otro objeto celeste. (Esta colisión formó la Luna.)

Pero debido a que Marte es mucho más pequeño que la Tierra, continuó enfriandose rápidamente y eventualmente se congeló, muriendo volcánica y biológicamente, mientras que la Tierra permaneció viva, dice Chris McKay, un científico planetario del Centro de Investigación Ames y miembro del NAI. Los últimos organismos supervivientes de Marte fueron probablemente los adaptados a las bajas temperaturas.

“Marte podría haberse enfriado,” dice McKay. “Podría haberse convertido en algo parecido a los secos valles Antárticos. Los organismos que encontramos en las regiones de fríos desiertos en la Tierra son los mejores modelos para observar como podría haber sido la vida marciana a comienzos de su historia.” Los secos valles antárticos “son así de secos porque hay pocas precipitaciones y porque las montañas bloquean el flujo de hielo procedente de otras zonas,” comenta. Aún así, el corrimiento anual de los glaciares que tiene lugar en verano, mantiene a los lagos cubiertos de hielo que albergan algas y bacterias, las cuales se agrupan en los sedimentos del lecho lacustre.

Wynn-Williams opina que a medida que Marte se enfriaba y secaba, “el abundante agua disponible originalmente habría retrocedido hasta los lagos cubiertos de hielo [como los que existen aún hoy en día] en los secos valles.”

Entonces, tras la evaporación de estos lagos marcianos, “es concebible que los organismos sobreviviesen en las rocas, como los de las rocas antárticas,” que dan cobijo a algas, hongos, bacterias y cianobacterias, dice Friedmann.

Pero “uno de los mejores lugares donde buscar evidencias de vida en Marte, es precisamente en los antiguos lechos lacustres que pudieron permanecer cubiertos de hielo hace miles de millones de años,” dice McKay, anotando que hasta la fecha se han identificado 20 de estos lechos lacustres. “Deberíamos de aterrizar en estos fondos de lago y cavar, cavar, cavar.”

Texto extraído de Astroseti

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