Ecosistema de microorganismos hasta 5 kilómetros de profundidad, en una biomasa de más de 2 billones de metros cúbicos (2 veces el tamaño de los mares)

La diversidad genética de la vida debajo de la superficie es comparable o superior a la superficie

Regeneración, 12 de diciembre del 2018. Ecosistema bajo el suelo es descrito por miembros del Deep Carbon Observatory, como las ‘Galápagos de las profundidades’, se trata de la descripción de la vida microscópica bajo le suelo del planeta, tras 10 años de estudios.

Se trata de perforaciones realizadas en el suelo marino a 2.5 kilómetros y con muestras de hasta 5 kilómetros de profundidad en tierra firme.

En la víspera de la reunión anual de la American Geophysical Union, los científicos del Deep Carbon Observatory informaron hoy sobre varios descubrimientos transformadores, entre ellos, la cantidad y el tipo de vida que existen en el subsuelo profundo, bajo la más extrema presión, temperatura.

Así como bajo consumo de energía y disponibilidad de nutrientes.

Perforando 2.5 kilómetros en el fondo marino, y muestreando microbios de minas continentales y pozos de más de 5 km de profundidad, el equipo ha utilizado los resultados para construir modelos del ecosistema en las profundidades del planeta.

Con información a partir de ahora cientos de sitios bajo los continentes y los mares, han aproximado el tamaño de la biosfera profunda:

«de 2 a 2.3 billones de kilómetros cúbicos (casi el doble del volumen de todos los océanos), así como la masa de carbono de la vida profunda: 15 a 23 mil millones de toneladas (un promedio de al menos 7.5 toneladas de carbono por cu km km)».

Además, podría relacionarse con la vida extraterrestre, indicaron los observadores del carbono:

«El trabajo también ayuda a determinar los tipos de entornos extraterrestres que podrían sustentar la vida».

Entre muchos descubrimientos e ideas clave:

-La biosfera profunda constituye un mundo que se puede ver como una especie de «Galápagos subterráneos» e incluye miembros de los tres dominios de la vida: bacterias y arqueas (microbios sin núcleo con membrana) y eucariotas (microbios o organismos multicelulares con células). que contienen un núcleo así como organelos unidos a la membrana)

-Dos tipos de microbios, bacterias y arqueas, dominan la Tierra Profunda.

Entre ellos hay millones de tipos distintos, la mayoría aún por descubrir o caracterizar.

Esta llamada «materia oscura» microbiana expande dramáticamente nuestra perspectiva sobre el árbol de la vida.

Los científicos de Deep Life dicen que alrededor del 70% de las bacterias y arqueas de la Tierra viven en el subsuelo

-Los microbios profundos a menudo son muy diferentes de sus primos de superficie, con ciclos de vida en escalas de tiempo casi geológicas, que en algunos casos comen solo con energía de las rocas.

-La diversidad genética de la vida debajo de la superficie es comparable o superior a la superficie

-Si bien las comunidades microbianas subsuperficiales difieren mucho entre entornos, ciertos géneros y grupos taxonómicos superiores son ubicuos: aparecen en todo el planeta

–La riqueza de la comunidad microbiana se relaciona con la edad de los sedimentos marinos donde se encuentran las células, lo que sugiere que en los sedimentos más antiguos, la energía de los alimentos ha disminuido con el tiempo, lo que reduce la comunidad microbiana

-Los límites absolutos de la vida en la Tierra en términos de temperatura, presión y disponibilidad de energía aún no se han encontrado. Los registros se rompen continuamente.

Profundidad récord

La profundidad récord a la que se ha encontrado vida en el subsuelo continental es de aproximadamente 5 km; el récord en aguas marinas es de 10,5 km desde la superficie del océano, una profundidad de presión extrema; a 4000 metros de profundidad, por ejemplo, la presión es aproximadamente 400 veces mayor que a nivel del mar

Los científicos tienen una mejor comprensión del impacto en la vida en las ubicaciones subsuperficiales manipuladas por los humanos (por ejemplo, lutitas, captura y almacenamiento de carbono)

Para estimar la masa total de la vida profunda subcontinental de la Tierra, por ejemplo, el equipo compiló datos sobre la concentración de células y la diversidad microbiana de lugares de todo el mundo.

Combinado con las estimaciones de la vida del subsuelo debajo de los océanos, la biomasa global total de la Tierra Profunda es de aproximadamente 15 a 23 petagramos (15 a 23 mil millones de toneladas) de carbono.

Selva amazónica del subsuelo

Dice Mitch Sogin, del Laboratorio de Biología Marina Woods Hole, EE. UU., Copresidente de la comunidad Deep Life de DCO con más de 300 investigadores en 34 países:

“Explorar el subsuelo profundo es similar a explorar la selva amazónica. Hay vida en todas partes, y en todas partes hay una abundancia impresionante de organismos inesperados e inusuales».

«Los estudios moleculares aumentan la probabilidad de que la materia oscura microbiana sea mucho más diversa de lo que sabemos actualmente, y los linajes de ramificación más profundos desafían el concepto de tres dominios introducido por Carl Woese en 1977.

Tal vez nos estamos acercando a un nexo donde los primeros los posibles patrones de ramificación podrían ser accesibles a través de una investigación profunda de la vida «.

Microbios que ocupan su energía en existir y poco en crecer

«Hace diez años, sabíamos mucho menos sobre las fisiologías de las bacterias y microbios que dominan la biosfera del subsuelo», dice Karen Lloyd, de la Universidad de Tennessee en Knoxville, EE. UU. “Hoy, sabemos que, en muchos lugares, invierten la mayor parte de su energía simplemente en mantener su existencia y poco en crecer, lo cual es una forma fascinante de vivir.

“Hoy también, sabemos que la vida subsuperficial es común. Diez años atrás, solo habíamos probado algunos sitios, el tipo de lugares en los que esperaríamos encontrar vida».

«Ahora, gracias al muestreo ultra profundo, sabemos que podemos encontrarlos en casi todas partes, aunque el muestreo obviamente ha alcanzado solo una parte infinitesimalmente pequeña de la biosfera profunda «.

No se conocen todas las formas de vida profundas

«Nuestros estudios de microbios de biosfera profundos han producido mucho conocimiento nuevo, pero también una realización y una apreciación mucho mayor de lo mucho que todavía tenemos que aprender sobre la vida del subsuelo», dice Rick Colwell, Universidad Estatal de Oregón, EE. UU.

“Por ejemplo, los científicos aún no conocen todas las formas en que la vida profunda del subsuelo afecta la vida de la superficie y viceversa. Y, por ahora, solo podemos maravillarnos de la naturaleza de los metabolismos que permiten que la vida sobreviva en las condiciones extremadamente empobrecidas y prohibitivas para la vida en la Tierra profunda «.

Entre los muchos enigmas restantes de la vida profunda en la Tierra:

Movimiento : ¿Cómo se extiende la vida profunda, lateralmente a través de grietas en las rocas? ¿Arriba abajo? ¿Cómo puede la vida profunda ser tan similar en Sudáfrica y Seattle, Washington? ¿Tenían orígenes similares y estaban separados por placas tectónicas, por ejemplo? ¿O se mueven las comunidades mismas? ¿Qué papel juegan los grandes eventos geológicos (como la tectónica de placas, los terremotos, la creación de grandes provincias ígneas, los bombardeos de meteoritos) en los movimientos de la vida profunda?

Orígenes : ¿Comenzó la vida en lo profundo de la Tierra (ya sea dentro de la corteza, cerca de respiraderos hidrotermales o en zonas de subducción) y luego emigró hacia el sol? ¿O comenzó la vida en un estanque cálido y superficial y migra hacia abajo? ¿Cómo se reproducen o viven los zombis microbianos subsuperficiales sin dividir entre millones y decenas de millones de años?

Energía : ¿Es el metano, el hidrógeno o la radiación natural (de uranio y otros elementos) la fuente de energía más importante para la vida profunda? ¿Qué fuentes de energía profunda son las más importantes en diferentes entornos? ¿Cómo afectan la ausencia de nutrientes y las temperaturas y presiones extremas en la distribución microbiana y la diversidad en el subsuelo?

Comentarios

“Los descubrimientos sobre la naturaleza y el alcance de la biosfera microbiana profunda se encuentran entre los logros más destacados del Observatorio Deep Carbon. Los investigadores de la vida profunda han abierto nuestros ojos a visiones extraordinarias, vistas emergentes de la vida que nunca sabíamos que existían «.
– Robert Hazen , científico principal, laboratorio de geofísica, Carnegie Institution for Science y director ejecutivo de DCO

“No son adornos navideños, pero las diminutas bolas y oropel de aspecto de vida profunda podrían decorar un árbol y el vidrio de Swarovski. ¿Por qué la naturaleza embellecería la vida profunda cuando no hay luz, ni espejos?
– Jesse Ausubel , The Rockefeller University, fundador de la DCO

Ecosistemas intraterrestres

“Incluso en condiciones oscuras y desafiantes desde el punto de vista energético, los ecosistemas intraterrestres han evolucionado y persistido de manera única durante millones de años. «La expansión de nuestro conocimiento de la vida profunda inspirará nuevos conocimientos sobre la habitabilidad planetaria, lo que nos permitirá comprender por qué surgió la vida en nuestro planeta y si la vida persiste en el subsuelo marciano y en otros cuerpos celestes». – Fumio Inagaki , Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marino-Tierra

Biosfera profunda muy poco considerada en obras de ingeniería

«Si bien estamos lejos de poder cuantificarlo, creemos que Deep Life tiene un impacto importante en los ciclos biogeoquímicos globales y en los equilibrios químicos en rocas habitables. Deep Life desempeña un papel en la calidad de los acuíferos, por ejemplo, en la captura y almacenamiento de carbono (CCS Desafortunadamente, la biosfera profunda está muy poco considerada en las operaciones de ingeniería realizadas en el subsuelo. Recientemente, demostramos la alta reactividad de la biota profunda a las inyecciones de CO 2 (CCS), lo que finalmente llevó al bioclogging del pozo de inyección, y depósito.»
– Bénédicte Ménez , Instituto de Física del Mundo de París, Francia

Rocas habitadas

“Hace una década, no teníamos idea de que las rocas debajo de nuestros pies podrían estar tan habitadas.

Las investigaciones experimentales nos dijeron que los microbios podrían sobrevivir potencialmente a gran profundidad; en ese momento, no teníamos evidencia, y esto se ha vuelto real diez años después. «Esto es simplemente fascinante y seguramente fomentará el entusiasmo para buscar la banda biótico-abiótica en la Tierra y en otros lugares».
– Isabelle Daniel , Universidad de Lyon 1, Francia