Más de 10 millas en el interior del parque nacional de Yellowstone, en el borde de la caldera, vive una comunidad de gran altitud tan diversa que los científicos de la Universidad Estatal de Montana la llaman "increíble, único y verdaderamente extraño ".

La comunidad de microorganismos vive en una fuente termal azul zafiro 8, 600 pies sobre el nivel del mar en la División Continental. Es una piscina donde los gases volcánicos se elevan para mezclarse con el deshielo y el agua de lluvia, un fenómeno que permite niveles excepcionalmente altos de diversidad, dijo Dan Colman, profesor asistente de investigación en el Departamento de Microbiología e Inmunología de la Facultad de Agricultura y la Facultad de Letras y Ciencias.

Colman encontró más biodiversidad microbiana en una muestra del tamaño de una miniatura de la que está presente si se combinara toda la biodiversidad animal y vegetal en Yellowstone. Algunas eran bacterias y otras eran arqueas, dos de los tres dominios de la vida, y menos de la mitad de ellos se habían detectado antes en sistemas hidrotermales. Algunos incluso pueden ser parientes modernos de microbios antiguos, potencialmente ofreciendo lecciones sobre la vida en la Tierra primitiva y el potencial de vida en otros planetas.

"Creemos que este trabajo tiene implicaciones bastante amplias que abarcan varias disciplinas, "dijo Colman, autor principal de un artículo científico que explica los hallazgos de MSU en la fuente termal conocida como Smoke Jumper 3 o SJ3.

El artículo aparece en la edición del 8 de febrero de la revista en línea Comunicaciones de la naturaleza . Los coautores fueron el profesor asociado Eric Boyd y la estudiante de doctorado Melody Lindsay, ambos en el Departamento de Microbiología e Inmunología.

Boyd dijo que el artículo es único en el sentido de que no solo describe la diversidad que se encuentra en una fuente termal; también explica las condiciones que permitieron que esa diversidad se desarrollara y se mantuviera.

"Mucha gente está interesada en descubrir la diversidad. Ese es el objetivo final. Eso es admirable, "Dijo Boyd." Lo que Dan quería saber es por qué. ¿Por qué tenemos tanta diversidad? y ¿por qué algunos manantiales son más diversos que otros? "

Colman atribuye esa diversidad a la geoquímica única de Smoke Jumper Geyser Basin, especialmente SJ3. Dijo que SJ3 es el lugar perfecto para comenzar a comprender cómo los procesos geológicos conducen a gases volcánicos elevados en sistemas hidrotermales y cómo eso, Sucesivamente, apoya la vida microbiana que depende de fuentes químicas de energía en lugar de energía luminosa.

"Demostramos que se debe a su ubicación geográfica y, por no mencionar, que se asienta sobre uno de los volcanes activos más grandes del mundo, ", dijo." SJ3 se encuentra a gran altura en la División Continental, características que impiden que los acuíferos hidrotermales profundos lleguen a esta zona ".

Colman dijo que el SJ3 y otros manantiales similares se alimentan de grandes volúmenes de gases volcánicos que se generan al hervir las aguas hidrotermales a medida que ascienden hacia la superficie. Estos gases pueden mezclarse con aguas cercanas a la superficie, como lluvias recientes o nieve derretida.

Señaló que el gas volcánico que termina en SJ3 es muy diferente de los gases que están presentes en nuestra atmósfera en que carece de oxígeno. Bastante, el gas volcánico está enriquecido en hidrógeno, metano y monóxido de carbono, mientras que el agua que infiltra está muy oxidada, o rico en oxígeno. La mezcla de tipos de fluidos tan diferentes probablemente mejora las condiciones que pueden sustentar la vida microbiana, conduciendo a una mayor diversidad y proporcionando nuevas oportunidades para aprovechar su entorno "gaseoso".

Comparando SJ3 con un buffet, Colman dijo:"Al igual que una mayor variedad de alimentos atrae a más y diferentes tipos de personas, lo mismo ocurre con una fuente termal que ofrece una variedad de condiciones químicas ".

Entonces, ¿por qué los investigadores de MSU se centraron en esta fuente termal en particular cuando Yellowstone tiene 14, 000 fuentes termales que podrían haber investigado?

Interesado desde hace mucho tiempo en el papel del hidrógeno en el apoyo a los microbios que obtienen su energía de los productos químicos en lugar de la luz, Boyd dijo que las aguas termales de Smoke Jumper y las otras aguas termales del parque fueron inspeccionadas en la década de 1920 y principios de la de 1930 por científicos del Instituto Carnegie de Washington. Publicaron sus hallazgos en 1935, y un trabajo posterior del Servicio Geológico de EE. UU. apuntó a volúmenes especialmente altos de gas volcánico en la cuenca del géiser Smoke Jumper. Sabiendo esto Boyd y otros cuatro pasaron un día en Yellowstone en julio de 2014, recolectando muestras de SJ3 y tres fuentes termales cercanas.

"El simple hecho de mirar una fuente termal no necesariamente te dice qué tan biodiversa es, "Dijo Boyd." Pero tan pronto como medimos el pH del resorte e hicimos otras mediciones, sabíamos que estábamos probando un manantial único ".

Colman dijo que tomó aproximadamente otros tres años ejecutar las pruebas de secuenciación genética y analizar los resultados que revelaron la diversidad de la comunidad microbiana. La mayoría de las fuentes termales contienen un par de tipos de organismos microbianos. Este contenía representantes de casi la mitad de todos los grupos conocidos de microorganismos que viven en la Tierra, incluyendo docenas y docenas de linajes bacterianos y arqueales sin cultivar.

"Es más, muchos de los linajes que detectamos en SJ3 han recibido una atención significativa recientemente debido a su potencial para informar sobre la evolución de la metanogénesis (la creación biológica de metano), además de tipos de metanógenos previamente desconocidos, y linajes microbianos de ramificación profunda asociados con entornos subterráneos y muchos otros linajes enigmáticos, "Es probable que estudios adicionales de tales sistemas y los organismos intrigantes dentro de ellos produzcan conocimientos adicionales importantes sobre la ecología microbiana y arrojen nueva luz sobre su papel en la evolución de los procesos biogeoquímicos", dijo Colman.