Los científicos de campo que trabajan en el proyecto Vanishing Glaciers no le temen a las alturas. Suben a los picos helados de las cadenas montañosas desde el Himalaya hasta los Alpes, equipado con viales, pipetas termómetros y cilindros de nitrógeno líquido (que han apodado Dido y Fido). Su objetivo es recolectar muestras de los microorganismos que viven en arroyos alimentados por glaciares y llevarlos de regreso a EPFL para que los analicen sus colegas.

A medida que los glaciares del mundo desaparecen, se llevan consigo secretos bien guardados. El derretimiento de los glaciares es uno de los signos más visibles del cambio climático y eventualmente hará que los arroyos alimentados por los glaciares se sequen, destruyendo un importante, ecosistema único.

Los científicos del Stream Biofilm and Ecosystem Research Laboratory (SBER) de la EPFL están trabajando arduamente para aprender esos secretos antes de que sea demasiado tarde. "Estos arroyos drenan el techo de nuestro planeta, "dice Tom Battin, jefe de SBER y científico principal del proyecto. "Si bien sabemos que los ciclos biogeoquímicos del planeta generalmente están orquestados por microorganismos, todavía no entendemos el papel exacto de los microorganismos que viven a gran altura. Por eso es esencial que estudiemos sus ecosistemas y tracemos un mapa de las consecuencias si desaparecieran ".

Muestreando lo invisible

En el campo las biopelículas son la única evidencia visible de los microorganismos que pueblan los arroyos alimentados por glaciares, a pesar de que están allí por miles de millones. Las biopelículas son delgadas, de aspecto verdoso, capas viscosas que cubren las rocas de los arroyos. En Arolla, en el cantón de Valais, Martina Schön, un técnico de campo que trabaja en el proyecto, raspa muestras de biopelícula de una roca que vio y las coloca con cuidado en su mochila para su posterior análisis.

Mientras tanto, su compañero técnico de campo Matteo Tolosano recolecta muestras de sedimentos. "Dividimos el trabajo de muestreo para poder avanzar más rápidamente. Pero es una tarea extraña porque estamos probando algo que es básicamente invisible, ", dice. Cerca, Vincent De Staercke se para en medio de un arroyo para realizar otro tipo de trabajo de campo:medir la concentración de oxígeno del agua donde se recolectaron las muestras, utilizando sensores y cables de fibra óptica conectados a una computadora. "Son los únicos datos en vivo que tenemos sobre los microorganismos, "dice De Staercke." Si la concentración de oxígeno cae, eso significa que las bacterias están presentes porque lo están inhalando ".

Otros miembros del equipo del proyecto son responsables de recolectar muestras de agua de escorrentía glaciar y analizar sus nutrientes y concentraciones de iones. Esto dará una indicación de las condiciones necesarias para que las poblaciones de bacterias vivan y crezcan. Mike Styllas, un líder de expedición, explica:"Las bacterias son como nosotros:¡quieren comer! Pero en estas aguas no hay muchas opciones en el menú".

Además de estudiar la vida microbiana, el equipo de investigación también está observando de cerca el entorno circundante. "Estamos tratando de obtener una instantánea detallada de las condiciones ambientales, ", dice Schön." Una forma de hacerlo es tomando medidas de variables como la temperatura del agua, concentración de oxígeno, nivel de dióxido de carbono y pH ".

De los picos de las montañas al laboratorio de investigación

Hasta aquí, el equipo ha recolectado muestras de agua y sedimentos de más de 100 arroyos alimentados por glaciares en Nueva Zelanda, Rusia, Groenlandia, Ecuador, Escandinavia y Alpes. Estas muestras ahora se están analizando en SBER. Hannes Peter, un científico en SBER, explica:"Estas muestras son excepcionales debido a las condiciones extremas de las que proceden. Uno de los primeros pasos que tuvimos que dar en este proyecto, y uno de los más importantes, fue diseñar nuestros protocolos de prueba para una eficiencia óptima para que podamos realizar todos los análisis que queramos ".

Los científicos de la SBER también dividieron su trabajo para lograr la máxima eficacia. Un grupo está estudiando ecología microbiana, es decir, el papel de los microorganismos en su hábitat y comunidad y cómo se comportan. "Observamos factores relacionados con la biomasa, que es la cantidad de organismos vivos en nuestras muestras, "dice Peter". Por ejemplo, medimos las concentraciones de clorofila a, un indicador de algas, contamos el número de células bacterianas, y realizar experimentos sobre la producción de bacterias ".

Tyler Kohler, un postdoctorado en SBER, se encarga de medir las enzimas extracelulares, cuales, él dice, "son geniales porque nos permiten leer la mente de las bacterias". Estas enzimas, también llamadas exoenzimas, son producidos por bacterias cuando un compuesto que necesitan, como carbono o nitrógeno, se encuentra en su entorno. "El estudio de las exoenzimas nos da una idea de lo que ayuda a que las bacterias crezcan y se reproduzcan, "dice Kohler.

Al mismo tiempo, otros científicos de SBER están secuenciando y analizando el ADN que se encuentra en las muestras. Están utilizando la metagenómica para secuenciar los genomas de varias especies diferentes que viven en el mismo entorno, y para responder preguntas cruciales como:¿Qué hay ahí? ¿Por qué? ¿Cómo? "Nuestros análisis nos dirán exactamente qué tan diversa es la comunidad microbiana en nuestras muestras y nos permitirá identificar los genomas de algunos de esos microorganismos, independientemente de la comunidad en la que se encuentren, "dice Paraskevi Pramateftaki, un experto técnico.

Muestras Dinos todo

La gran cantidad de datos generados en este proyecto proporcionará información importante sobre las estrategias que han adoptado los microbios para sobrevivir en condiciones tan extremas. Este estudio marca la primera vez que la información biogeoquímica sobre los arroyos alimentados por glaciares se combina con datos sobre la estructura y función de los microorganismos que viven en esos arroyos.

¿Qué han descubierto los científicos hasta ahora? Primero, que hay una gran y variada cantidad de vida microbiana en los arroyos. "Solo una cucharadita de sedimento puede contener hasta un millón de células bacterianas y cientos de especies microbianas, "dice Battin.

Segundo, que se pueden encontrar prácticamente los mismos grupos y especies de microorganismos independientemente de dónde se tomen las muestras. Esto indica que los microorganismos se han adaptado perfectamente a sus entornos.

Y por último pero no menos importante, que debido a que los microorganismos tienen muy poca capacidad para evolucionar en condiciones tan extremas, han sufrido una microevolución. Battin explica:"La microevolución ha creado un tipo muy específico de microdiversidad que se encuentra solo en estas poblaciones de bacterias. Y dado que el entorno de los glaciares está cambiando, el riesgo es que el proceso de microevolución y la microdiversidad desaparezcan, llevando consigo parte de la biodiversidad del planeta a mayor escala ".

Entendiendo lo invisible

El proyecto Vanishing Glaciers tiene, como el resto del planeta, ha sido afectado por la pandemia, pero los científicos todavía esperan llevar a cabo sus expediciones planificadas a Nepal, Asia Central, los Andes y Alaska. Mientras tanto, todavía están procesando los datos de las muestras ya recolectadas. "Nuestro objetivo es poder descubrir los secretos de la vida microbiana en los arroyos alimentados por glaciares en los próximos años, y predecir cómo cambiarán los arroyos y sus microbiomas a medida que desaparezcan los glaciares del mundo, "dice Battin". En otras palabras, queremos comprender mejor lo invisible ".