La geología modela la vida subterránea en la Tierra y, tal vez, en otros planetas

Una antigua mina de oro ha revelado que, en lugar de verse influenciadas solo por las condiciones ambientales, las comunidades microbianas del subsuelo profundo de la Tierra evolucionan en cortos espacios de tiempo debido a los movimientos geológicos. En otros planetas podría ocurrir lo mismo.

Una investigación de la Universidad de Stanford ha descubierto que la actividad geológica da forma a los microbios que habitan en el subsuelo profundo de la Tierra.

Estos organismos microscópicos habitan vastos poros y venas en el lecho rocoso y constituyen la mitad de toda la materia viva del planeta, además de sustentar la existencia de todas las formas de vida en la cadena alimentaria.

Si bien la importancia de las bacterias y las arqueas para la vida en la Tierra es innegable, la única evidencia de su existencia en el subsuelo profundo proviene de los rastros de material biológico que se filtran a través de las paredes de las minas, los arroyos de las cuevas y los agujeros perforados que aprovechan los acuíferos.

Hasta ahora, muchos científicos han asumido que la composición de las comunidades microbianas presentes en el subsuelo profundo terrestre está determinada principalmente por las presiones ambientales locales sobre la supervivencia microbiana, como la temperatura, la acidez y la concentración de oxígeno.

Este proceso, conocido como selección ambiental, puede necesitar años o milenios para causar cambios significativos a en comunidades de crecimiento lento, como las que habitan en el subsuelo terrestre.

Sorpresa subterránea

Sin embargo, con los datos recopilados a casi 1.500 metros de profundidad, los investigadores de la Universidad de Stanford han demostrado que las comunidades microbianas del subsuelo profundo pueden cambiar en cuestión de días, y que los cambios pueden ser impulsados por la actividad geológica, no solo por las presiones ambientales. Los hallazgos se han publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

La técnica utilizada en el estudio, dirigido por la ingeniera Yuran Zhang, implicó el procesamiento de muestras de una prueba de flujo realizada en la Instalación de Investigación Subterránea de Sanford (SURF), anteriormente la mina de oro Homestake, en Dakota del Sur.

Al analizar las propiedades de las muestras de agua, los investigadores identificaron huellas dactilares de ADN microbiano. Cada una de las 132 muestras de agua proporcionó decenas de miles de identificaciones de secuenciación únicas.

Esos datos se usaron para mostrar que, cuando se producía, la actividad geológica podía mezclar rápidamente comunidades biológicas dispares, incluso las procedentes de lugares que antes no se sabía que estaban conectados.

Los estudios previos sobre los microbios del subsuelo profundo solo habían ofrecido hasta ahora perspectivas limitadas de su existencia.

Carreteras secundarias

Cuando han analizado la vida microbiana subterránea, las técnicas geotérmicas actuales solo han mostrado el acceso a carreteras secundarias, separadas de las vías principales que nos llevarían a casa,

explican

los investigadores.

Sin embargo, al recolectar muestras de agua de múltiples pozos geotérmicos semanalmente durante 10 meses, los investigadores de Stanford mostraron cómo estas poblaciones pueden cambiar en el espacio y el tiempo, demostrando la primera evidencia de actividad geológica como impulsor del cambio de la comunidad microbiana y, por lo tanto, de la evolución de la vida en la Tierra.

Ser capaz de utilizar la biología como herramienta también puede brindar información sobre el subsuelo profundo como una frontera para el almacenamiento geológico, como los desechos nucleares y el secuestro de carbono, destacan los investigadores.

Este trabajo incluso podría ser significativo más allá de las disciplinas basadas en la Tierra: si algunas de las formas de vida más antiguas en el subsuelo profundo de la Tierra pueden cambiar y diversificarse debido a la actividad geológica, tal vez podamos tener expectativas similares para el origen y la diversificación de la vida en regiones tectónicas de otros cuerpos planetarios, concluyen los científicos.

Referencia

Geological activity shapes the microbiome in deep-subsurface aquifers by advection

. Yuran Zhang et al. PNAS, June 13, 2022; 119 (25) e2113985119. DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2113985119