04 de mayo de 2020
04.05.2020
La Opinión de A Coruña
Investigación

Un descubrimiento sobre la supervivencia de bacterias abre vías de estudio para la vida en Marte

Los hallazgos demuestran que la vida puede florecer en lugares sin mucha agua y ambientes extremos

04.05.2020 | 21:39
Fotografía del Servicio Geológico de Estados Unidos del planeta Marte.

Investigadores de la Universidad de California Irvine, la Universidad Johns Hopkins y la Universidad de California Riverside, han sido los primeros en demostrar una estrategia de supervivencia en entornos hostiles de las cianobacterias sospechada desde hace mucho tiempo: consiguen el agua que necesitan de las rocas que colonizan, según han comprobado con estudios de bacterias del desierto de Atacama, en el norte de Chile, uno de los lugares más secos de la Tierra.

Estos hallazgos, publicados en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences', demuestran cómo la vida puede florecer en lugares sin mucha agua como evidencia, como Marte, y cómo las personas que viven en regiones áridas pueden algún día obtener hidratación de los minerales disponibles.

"La Oficina de Investigación del Ejército financió este proyecto porque quieren entender cómo los organismos pueden sobrevivir en ambientes extremos -explica el autor principal David Kisailus, profesor de ciencia e ingeniería de materiales de la UCI-. También querían que ayudáramos a traducir eso para que los humanos puedan hacer frente a las condiciones más duras, ya sea en medio del desierto o mientras exploramos otros planetas".

El equipo de investigación se centró en las interacciones de 'Chroococcidiopsis', una cianobacteria resistente a la desecación que se encuentra en los desiertos de todo el mundo, y el yeso, un mineral a base de sulfato de calcio que contiene agua. Las formas de vida colonizadoras existen debajo de una delgada capa de roca que les da una medida de protección contra la alta irradiancia solar de Atacama, la extrema sequedad y los fuertes vientos.

La coautora Jocelyne DiRuggiero, profesora asociada en el Departamento de Biología de la Universidad Johns Hopkins, viajó al desierto remoto para recolectar muestras de yeso, que fueron llevadas a su laboratorio en los Estados Unidos. Cortó pequeñas piezas que albergaban cianobacterias y las envió al laboratorio de Kisailus para Análisis de materiales.

En uno de los descubrimientos más sorprendentes del estudio, los investigadores descubrieron que los microorganismos cambian la naturaleza misma de la roca que ocupan. Al extraer agua, provocan una transformación de fase del material, de yeso a anhidrita, un mineral deshidratado.

Según DiRuggiero, el impulso para el trabajo publicado surgió cuando Wei Huang, investigador postdoctoral de la UCI en ciencia e ingeniería de materiales, detectó datos que mostraban una superposición en las concentraciones de anhidrita y cianobacterias en las muestras de yeso recolectadas en Atacama.

"Nuestro análisis de las regiones de roca donde se colonizaron los microbios reveló una fase deshidratada de sulfato de calcio, lo que sugiere que extraen agua de la roca para sobrevivir -relata Kisailus-. Queríamos hacer algunos experimentos más controlados para validar esa hipótesis".

El equipo de DiRuggiero permitió que los organismos colonizaran cubos de roca de medio milímetro, llamados cupones, en dos condiciones diferentes: una en presencia de agua, para imitar un ambiente de alta humedad, y la otra completamente seca. En medio de la humedad, el yeso no se transformó a la fase de anhidrita.

Las cianobacterias "no necesitaban agua de la roca; la obtuvieron de sus alrededores -explica Kisailus-. Pero cuando fueron sometidos a condiciones de estrés, los microbios no tuvieron otra alternativa que extraer agua del yeso, induciendo esta transformación de fase en el material".

Pequeños mineros

Su equipo utilizó una combinación de microscopía avanzada y espectroscopía para examinar las interacciones entre las contrapartes biológicas y geológicas, y descubrió que los organismos perforan la roca como mineros pequeños excretando una biopelícula que contiene ácidos orgánicos.

Huang empleó un microscopio electrónico modificado equipado con un espectrómetro Raman para descubrir que las cianobacterias usaban el ácido para penetrar el yeso en direcciones cristalográficas específicas, solo a lo largo de ciertos planos donde podían acceder más fácilmente al agua existente entre las caras de iones de calcio y sulfato.

Kisailus destaca que el proyecto ha sido un gran ejemplo de colaboración interdisciplinaria entre microbiólogos y científicos de materiales. "Los investigadores han sospechado durante mucho tiempo que los microorganismos podrían extraer agua de los minerales, pero esta es la primera demostración de ello -recuerda DiRuggiero-. Esta es una sorprendente estrategia de supervivencia para los microorganismos que viven en el límite seco de la vida, y guiará nuestra búsqueda de vida en otros lugares".

Robert Kokoska, gerente del programa en la Oficina de Investigación del Ejército, un elemento del Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de los Estados Unidos, señala que "el Ejército tiene un gran interés en cómo los microorganismos bien adaptados a entornos extremos pueden ser explotado para aplicaciones novedosas como la síntesis de materiales y la generación de energía en estos entornos hostiles".

"Este estudio proporciona pistas valiosas para descubrir las estrategias de diseño evolucionadas utilizadas por estos microbios nativos que viven en el desierto para mantener su viabilidad frente a múltiples desafíos ambientales", destaca.

Compartir en Twitter
Compartir en Facebook

ESPECIAL

PREMIOS OPINIÓN MÚSICA RAÍZ

Premios Opinión da Música de Raíz

Consulta aquí a información dos premios de música do noso diario


Neomotor

Toda la información sobre el mundo del motor

Conoce las últimas tendencias y las novedades en coches, motos y la industria automovilística.