Un nematodo (eucariota) en una biopelícula de microorganismos. Este nematodo no identificado (Poikilolaimus sp.) De la mina de oro Kopanang en Sudáfrica, vive 1,4 km por debajo de la superficie. Crédito:Gaetan Borgonie, Vida extrema isyensya Bélgica
Las bacterias "zombis" que apenas viven y otras formas de vida constituyen una inmensa cantidad de carbono en las profundidades del subsuelo de la Tierra:de 245 a 385 veces mayor que la masa de carbono de todos los humanos en la superficie. según científicos que se acercan al final de una colaboración internacional de 10 años para revelar los secretos más íntimos de la Tierra.
En vísperas de la reunión anual de la American Geophysical Union, Los científicos del Observatorio de Carbono Profundo informaron hoy sobre varios descubrimientos transformadores, incluyendo cuánta y qué tipos de vida existen en el subsuelo profundo bajo los mayores extremos de presión, temperatura, y baja disponibilidad de nutrientes.
Perforando 2,5 kilómetros en el lecho marino, y muestreo de microbios de minas continentales y pozos de más de 5 km de profundidad, Los científicos han utilizado los resultados para construir modelos del ecosistema en las profundidades del planeta.
Con conocimientos de ahora cientos de sitios bajo continentes y mares, han aproximado el tamaño de la biosfera profunda, de 2 a 2,3 mil millones de km 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 km3 de subsuelo).
El trabajo también ayuda a determinar los tipos de entornos extraterrestres que podrían sustentar la vida.
Entre muchos descubrimientos y conocimientos clave:
Precisión cada vez mayor y el costo decreciente de la secuenciación de ADN, junto con los avances en las tecnologías de perforación en aguas profundas (pionera en el buque científico japonés Chikyu, diseñado para perforar en última instancia muy por debajo del lecho marino en algunas de las regiones con mayor actividad sísmica del planeta) hizo posible que los investigadores echaran un primer vistazo detallado a la composición de la biosfera profunda.
Hay esfuerzos comparables para perforar cada vez más profundamente bajo ambientes continentales, utilizando dispositivos de muestreo que mantienen la presión para preservar la vida microbiana (se cree que ninguno representa una amenaza o beneficio para la salud humana).
Candidatus Desulforudis audaxviator (el purpúreo, células en forma de bastón azul a caballo entre esferas de carbono naranja) es una especie de bacteria que sobrevive con hidrógeno. Los científicos lo encontraron viviendo dentro de una fractura llena de líquido y gas a 2,8 km debajo de la superficie de la Tierra en una mina cerca de Johannesburgo. Sudáfrica. El nombre del género Desulforudis proviene del latín "de azufre" y "varilla, "observando su forma y su capacidad para obtener energía de los sulfatos. ¿Y audaxviator? Del Viaje de Julio Verne al centro de la Tierra, y un mensaje en latín descifrado por el protagonista de Verne, Profesor Lidenbrock, que decía en parte:"desciende, viajero atrevido, y llegar al centro de la Tierra ". Crédito:Greg Wanger, Instituto de Tecnología de California, ESTADOS UNIDOS, y la Universidad Gordon Southam de Queensland, Australia
Para estimar la masa total de la vida profunda subcontinental de la Tierra, por ejemplo, Los científicos recopilaron datos sobre la concentración celular y la diversidad microbiana de lugares de todo el mundo.
Dirigido por Cara Magnabosco del Centro de Biología Computacional del Instituto Flatiron, Nueva York, y un equipo internacional de investigadores, científicos del subsuelo tuvieron en cuenta una serie de consideraciones, incluido el flujo de calor global, temperatura de la superficie, profundidad y litología, las características físicas de las rocas en cada ubicación, para estimar que el subsuelo continental alberga de 2 a 6 × 10 ^ 29 células.
Combinado con estimaciones de la vida subterránea bajo los océanos, La biomasa total global de la Tierra Profunda es de aproximadamente 15 a 23 petagramos (15 a 23 mil millones de toneladas) de carbono.
Dice Mitch Sogin del Laboratorio de Biología Marina Woods Hole, ESTADOS UNIDOS, copresidente de la comunidad Deep Life de DCO de 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 asombrosa abundancia de organismos inesperados e inusuales.
"Los estudios moleculares aumentan la probabilidad de que la materia oscura microbiana sea mucho más diversa de lo que actualmente sabemos que es, y los linajes de ramificación más profundos desafían el concepto de tres dominios introducido por Carl Woese en 1977. Quizás nos estamos acercando a un nexo donde los patrones de ramificación más tempranos posibles podrían ser accesibles a través de una investigación profunda de la vida.
"Hace diez años, sabíamos mucho menos sobre la fisiología de las bacterias y microbios que dominan la biosfera del subsuelo, "dice Karen Lloyd, Universidad de Tennessee en Knoxville, ESTADOS UNIDOS. "Hoy dia, lo sabemos, en muchos lugares, invierten la mayor parte de su energía simplemente en mantener su existencia y poca en crecer, que es una forma fascinante de vivir.
"Hoy también, sabemos que la vida subterránea es común. Hace diez años, habíamos probado sólo unos pocos sitios, el tipo de lugares en los que esperaríamos encontrar vida. Ahora, gracias al muestreo ultraprofundo, sabemos que podemos encontrarlos prácticamente en todas partes, aunque el muestreo obviamente ha alcanzado sólo una parte infinitesimalmente diminuta de la biosfera profunda ".
"Nuestros estudios de microbios de la biosfera profunda han producido muchos conocimientos nuevos, sino también una comprensión y una apreciación mucho mayor de lo mucho que tenemos que aprender sobre la vida subterránea, "dice Rick Colwell, La Universidad Estatal de Oregon, ESTADOS UNIDOS. "Por ejemplo, los científicos aún no conocen todas las formas en que la vida del subsuelo profundo afecta la vida de la superficie y viceversa. Y, por ahora, sólo podemos maravillarnos de la naturaleza de los metabolismos que permiten que la vida sobreviva en las condiciones extremadamente empobrecidas y amenazadoras para la vida en las profundidades de la Tierra ".
Especies de metanobacterias, que produce metano. Encontrado en muestras de un lecho de carbón enterrado a 2 km por debajo del suelo del Océano Pacífico frente a la costa de Japón, este espécimen fue recuperado durante una expedición del Programa Integrado de Perforación Oceánica (ahora Programa Internacional de Descubrimiento del Océano) a bordo del Buque de Perforación Chikyu. La barra representa 10 μm (micrómetros, o 0,0004 pulgadas). Crédito:Hiroyuki Imachi (Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina-Terrestre (JAMSTEC)
Entre los muchos enigmas restantes de la vida profunda en la Tierra:
Movimiento: ¿Cómo se propaga la vida profunda, lateralmente a través de grietas en las rocas? Hasta, ¿abajo? ¿Cómo puede la vida profunda ser tan similar en Sudáfrica y Seattle, ¿Washington? ¿Tenían orígenes similares y estaban separados por la tectónica de placas, ¿por ejemplo? ¿O se mueven las propias comunidades? ¿Qué papel desempeñan los grandes eventos geológicos (como la tectónica de placas, terremotos; creación de grandes provincias ígneas; bombardeos meteoríticos) juegan en movimientos profundos de la vida?
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) luego migrar hacia arriba, ¿hacia el sol? ¿O la vida comenzó en un pequeño estanque de superficie cálida y migró hacia abajo? ¿Cómo se reproducen los zombis microbianos del subsuelo? ¿O vivir sin dividir de millones a decenas de millones de años?
Energía: Es metano hidrógeno, ¿O la radiación natural (del uranio y otros elementos) es la fuente de energía más importante para la vida profunda? ¿Qué fuentes de energía profunda son más importantes en diferentes entornos? ¿Cómo la ausencia de nutrientes, y temperaturas y presiones extremas, ¿Impacto en la distribución y diversidad microbiana en el subsuelo?
"Los descubrimientos sobre la naturaleza y extensión de la biosfera microbiana profunda se encuentran entre los logros más importantes del Observatorio de Carbono Profundo. Los investigadores de la vida profunda nos han abierto los ojos a vistas extraordinarias, visiones emergentes de la vida que nunca supimos que existían", dice Robert Hazen, científico de planta superior, Laboratorio Geofísico, Institución Carnegie para la Ciencia, y Director Ejecutivo de DCO.
"No son adornos navideños, pero las pequeñas bolas y el oropel de la vida profunda parecen que podrían decorar un árbol tan bien como un cristal de Swarovski. ¿Por qué la naturaleza haría hermosa la vida profunda cuando no hay luz? sin espejos? ", dice Jesse Ausubel de la Universidad Rockefeller, fundador del DCO.