En su primer seguimiento de un estudio de alto perfil de 2017 que mostró que los microbios en la Antártida tienen una capacidad única de vivir esencialmente en el aire, los investigadores de UNSW Sydney ahora han descubierto que este proceso ocurre en los suelos de los tres polos del mundo.
Específicamente, los investigadores encontraron que los genes objetivo responsables del fenómeno de quimiosíntesis atmosférica que descubrieron son abundantes y están ampliamente distribuidos en los suelos polares de la meseta antártica, ártica y tibetana en el Hindu Kush-Himalaya.
La nueva investigación fue publicada en la revista Fronteras este mes y fue una colaboración entre UNSW, la División Antártica Australiana y el Instituto de Investigación de la Meseta Tibetana de China.
La autora principal del estudio, la profesora asociada Belinda Ferrari, de UNSW Science, dijo que vivir en el aire era una forma tan minimalista de sobrevivir que sus hallazgos aumentaron el potencial para que exista vida microbiana en otros planetas.
"Esto es lo que pretende hacer el Mars 2020 Perseverance Rover de la NASA: buscar signos de vida microbiana antigua en muestras de núcleos de roca y suelo marcianos", dijo el profesor Ferrari.
"Una misión futura llevará las muestras de regreso a la Tierra y los científicos de la NASA analizarán el suelo de una manera similar a como lo hacemos nosotros, para tratar de ver si hay algún indicador de vida".
A / Prof Ferrari dijo que los hallazgos de los investigadores significaron que los microbios que usan gases traza como su fuente de energía y carbono para crecer, a diferencia de la fotosíntesis que usa luz, no fue un proceso aislado de la Antártida.
"Hay ecosistemas enteros que probablemente se basan en este novedoso proceso de fijación de carbono microbiano en el que los microbios utilizan la energía obtenida de la respiración del gas hidrógeno atmosférico para convertir el dióxido de carbono de la atmósfera en carbono, con el fin de crecer", dijo.
"Creemos que este proceso ocurre simultáneamente junto con la fotosíntesis cuando las condiciones cambian, como durante el invierno polar cuando no hay luz, pero nuestro objetivo es confirmar esta hipótesis en la siguiente etapa de nuestra investigación.
"Entonces, aunque se necesita más trabajo para confirmar que esta actividad ocurre a nivel mundial, el hecho de que hayamos detectado los genes diana en los suelos de los tres polos significa que este nuevo proceso probablemente ocurra en los desiertos fríos de todo el mundo, pero simplemente se ha pasado por altohasta ahora."
análisis de suelo antártico, ártico y de la meseta tibetana
Los investigadores analizaron 122 muestras de suelo de 14 sitios desérticos fríos terrestres en la Antártida Islas Windmill y Colinas Vestfold, la alta meseta ártica y tibetana, que recolectaron entre 2005 y 2019.
La autora principal del estudio, la candidata a doctorado de la UNSW, Angelique Ray, dijo que una de las grandes preguntas que tenía el equipo cuando terminó su estudio anterior era si este nuevo proceso de quimiosíntesis atmosférica, también conocido como fijación de carbono o sumidero de carbono, era similarque ocurren en otros lugares del mundo.
"Esta vez hicimos un estudio global. Recolectamos la capa superior de 10 centímetros de suelo de varios sitios en los tres polos, que es la profundidad donde se encuentran la mayoría de los organismos que estudiamos", dijo.
"El suelo en esos lugares está completamente congelado durante la mayor parte del año, y no hay mucho suelo porque es principalmente roca".
Los investigadores extrajeron ADN de las muestras de suelo y luego secuenciaron el ADN para detectar los genes objetivo responsables del proceso de fijación de carbono.
La Sra. Ray dijo que los científicos también realizaron análisis ambientales de cada ubicación para medir las condiciones en las que vivían los microbios.
"Al observar los parámetros ambientales en el suelo, así es como supimos que había bajo contenido de carbono, baja humedad y otros factores en juego", dijo.
"Entonces, correlacionamos los genes diana para el proceso de fijación de carbono con los diferentes sitios y descubrimos que las ubicaciones que son más secas y bajas en nutrientes - carbono y nitrógeno - tenían un mayor potencial para apoyar este proceso, lo cual tenía sentido."
Hallazgos para cambiar el pensamiento sobre la fijación de carbono
El profesor Ferrari dijo que los hallazgos de los investigadores cambiarían la forma en que los científicos pensaban sobre las limitaciones requeridas para que exista la vida, así como también cómo se enseñaba la microbiología.
"Al investigar lugares fuera de la Antártida, podemos determinar cuán significativa es la contribución de esta nueva forma de quimiotrofia al presupuesto global de carbono", dijo.
"Antes de que descubriéramos este nuevo proceso de sumidero de carbono, las dos formas quimiotróficas principales conocidas eran la fotosíntesis y la quimiotrofia geotérmica; la última es donde las bacterias aprovechan compuestos inorgánicos como el sulfuro de hidrógeno para fijar el carbono.
"Pero ahora hemos encontrado que los genes involucrados en este proceso son abundantes en los desiertos fríos, aunque todavía tenemos que estudiar los desiertos cálidos, nuestro hallazgo probablemente indica que la quimiosíntesis atmosférica está contribuyendo al presupuesto global de carbono".
El profesor Ferrari dijo que es probable que las bacterias que sobrevivieron con nada más que aire se hubieran convertido en jugadores clave en los entornos en los que vivían.
"Muchos de estos ecosistemas son bastante secos y pobres en nutrientes, por lo que estos lugares están dominados principalmente por bacterias", dijo.
"Particularmente en los sitios originales de la Antártida oriental que estudiamos, no hay mucho más aparte de algunos musgos y líquenes hongos.
"Debido a que estas bacterias se han adaptado para sobrevivir y tienen la capacidad de utilizar gases traza para vivir, su entorno las ha seleccionado para convertirse en contribuyentes importantes a sus ecosistemas".
A / Prof Ferrari dijo que los investigadores esperaban hacer nuevos descubrimientos en la fijación de carbono.
"Como parte de la siguiente fase, nuestro objetivo es aislar una de estas nuevas bacterias en el laboratorio, para obtener un cultivo puro", dijo.
"Esto es difícil porque las bacterias están acostumbradas a crecer en muy poco y una placa de agar es diferente a su entorno natural.
"Entonces, con suerte, podemos comprender completamente las condiciones que estas bacterias necesitan para llevar a cabo este proceso único de vivir en el aire".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Nueva Gales del Sur . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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