23 de Julio de 2021
Astrobiología

El papel de los microbios terrestres en la búsqueda de vida extraterrestre

Los estudios de los microorganismos que proliferan en ecosistemas extremos podrían orientar la búsqueda de vida en Marte y revelar los límites fundamentales de la biología.

Los vivos colores de la Gran Fuente Prismática del Parque Nacional de Yellowstone, en EE.UU., se deben a varias poblaciones de microorganismos termófilos que proliferan en el agua a temperaturas elevadas. Los ecosistemas extremos como este podrían ofrecer pistas cruciales a los astrobiólogos que buscan vida extraterrestre. [Ajith-Kumar/iStock]

«Estoy muy segura de que hay vida ahí arriba, en algún punto de nuestro sistema solar», sostiene Christine Moissl-Eichinger, microbióloga de la Universidad de Medicina de Graz. Pero, como cualquier científico, Moissl-Eichinger es perfectamente consciente de que se precisan pruebas de peso para realizar una afirmación tan trascendental. Así que ella y otros investigadores están tratando de hallar esas pruebas, tanto aquí en la Tierra como en Marte.

En el planeta rojo, el vehículo explorador Perseverance de la NASA está buscando fósiles y rastros de bioquímica extraterrestre en el cráter Jezero, un antiguo lecho lacustre que en su día pudo presentar condiciones habitables para la vida microbiana. Y en la Tierra, los microbiólogos  investigan entornos pobres en oxígeno que podrían reproducir el hábitat de los primeros tiempos de Marte.

Esa estrategia dual, que consiste en basar las extrapolaciones extraterrestres de los científicos en estudios de entornos terrestres análogos, podría contribuir a aclarar los límites fundamentales de la vida en los planetas rocosos. Y eso ayudaría notablemente al desarrollo y la ejecución de futuras misiones espaciales.

El proyecto Análogos de Marte para la Exploración Espacial (MASE, por sus siglas en inglés) fue una iniciativa de cuatro años que usó la Tierra para entender Marte. A tal fin, se analizaron cinco tipos de entornos terrestres inhóspitos pero habitables que podrían parecerse a los que existieron en nuestro planeta vecino, o incluso a los que existen hoy en día.

Aunque la financiación del proyecto concluyó en 2017, los investigadores de MASE siguen publicando resultados sobre la habitabilidad de Marte. Los lugares estudiados fueron un manantial de aguas sulfurosas, una mina de sal, un lago y un río (el río Tinto, en Huelva) de aguas ácidas, y el permafrost. Dadas las condiciones extremas de estos entornos, los organismos que viven en ellos se denominan extremófilos.

El primero que investigó los extremófilos fue el difunto Thomas Brock, microbiólogo de la Universidad de Wisconsin-Madison. Brock descubrió que, contra todo pronóstico, ciertos microbios resistentes podían prosperar en manantiales geotérmicos lo bastante calientes como para escalfar un huevo. Su curiosidad le llevó a aislar una molécula (de una bacteria termófila, capaz de soportar altas temperaturas) que ahora se emplea en laboratorios de todo el mundo para amplificar y secuenciar el ADN. Brock falleció en abril de 2021, pero su legado sigue vivo.

Brock publicó sus hallazgos sobre los extremófilos en abril de 1969, apenas unos meses antes de que el hombre llegara a la Luna. Eso allanó el camino para la astrobiología, el estudio de la vida en todas sus formas en este planeta y en otros lugares del cosmos. La astrobiología no consiste en ganar dinero con los viajes espaciales, señala Luke McKay, investigador de la Universidad Estatal de Montana que no participó en MASE ni en el reciente trabajo de Moissl-Eichinger. Se trata de ciencia básica y de responder a una pregunta única y atemporal: ¿existe vida más allá de la Tierra?

Es una cuestión tan profunda que, hasta ahora, los científicos solo han logrado ir socavando sus márgenes, y cada trabajosa revelación suele venir acompañada de toda una serie de nuevos misterios. La principal contribución del equipo de Moissl-Eichinger ha sido su intento de cultivar extremófilos procedentes de los cinco entornos de MASE. Pero incluso esa simple tarea ha resultado tremendamente difícil: de las más de 1000 especies de extremófilos obtenidas en esos lugares, solo consiguieron cultivar 31 en el laboratorio.

Se trata de una dificultad común en microbiología ambiental: dado que esos microbios viven en entornos extremos, es difícil para los investigadores recrear las condiciones precisas que requieren para proliferar. Con objeto de captar mejor la diversidad, los científicos usaron la secuenciación genética para examinar todo el ADN microbiano de sus muestras. En concreto, buscaron genes que pudieran ayudar a los microbios a sobrevivir en condiciones hostiles, por ejemplo a temperaturas extremas o en ausencia de oxígeno.

«Los cultivos de colonias [microbianas] aisladas no son representativos del entorno, y por eso es genial lo que hicieron. Mediante el cultivo de cepas y la secuenciación, creo que realmente intentaron cubrir todos los ángulos», valora McKay.

A pesar de los problemas para cultivar las muestras de extremófilos, los investigadores descubrieron una gran diversidad de microorganismos en los cinco lugares que estudió MASE, así que parece que la vida se abre paso incluso en los entornos terrestres más extremos. Lo más sorprendente es que la secuenciación del ADN reveló 34 secuencias microbianas únicas presentes en los cinco enclaves, lo que sugiere que hay microbios que pueden sobrevivir a una combinación de entornos extremos.

De acuerdo con Moissl-Eichinger, aunque muchos microbios están adaptados a determinadas condiciones, como el frío intenso o la escasez de oxígeno, es novedoso encontrar un grupo de microbios adaptados para sobrevivir a una combinación de esos factores extremos. Esta capacidad de sobrevivir a muchos tipos de entornos refuerza la idea de los investigadores de que podrían existir microbios similares en Marte, no solo en el pasado remoto, sino incluso en la actualidad.

«Los microbios están por todas partes. De alguna manera, consiguen vivir en lugares donde no esperaríamos que pudieran prosperar», comenta Moissl-Eichinger. «Por supuesto, no sabemos si estos [extremófilos] son el tipo de microorganismos que cabría esperar en Marte. Puede que simplemente estén muy adaptados a la vida en la Tierra.»

Un factor que podría indicar que esos microbios están especialmente adaptados para la vida en la Tierra es su dependencia de los compuestos basados en el carbono, es decir, de la materia orgánica. Esos son los componentes moleculares básicos de la vida en nuestro planeta y tal vez no abunden en algunos entornos extraterrestres por lo demás habitables.

Algunos microbios presentes en ambientes con poca materia orgánica son capaces de obtener nutrientes de sustancias inorgánicas como el amoníaco y ciertos compuestos del azufre. Sin embargo, todos los microbios cultivados en los estudios de MASE dependían del carbono orgánico para sobrevivir, incluso los que no necesitaban oxígeno.

Según Moissl-Eichinger, eso podría deberse a que los microbios que consumen materia orgánica proliferan más rápido. Pero, con más tiempo, ella y sus colaboradores quizá logren cultivar microbios que obtengan sus nutrientes de otras fuentes químicas, lo que podría revelar nuevas vías bioquímicas y nichos ecológicos que tener en cuenta en la búsqueda de vida en Marte.

«Estamos muy lejos de entender cómo podrían ser los microbios en Marte y cómo podríamos encontrarlos. Pero, por supuesto, la investigación siempre va aportando una pequeña pieza tras otra, y en algún momento la imagen se completa», afirma Moissl-Eichinger.

Entender cómo encajan todas esas piezas dispares puede cambiar nuestra definición de lo que significa estar vivo. Según McKay, los entornos extraterrestres capaces de sustentar vida podrían ser como los que encontramos en la Tierra o diferir enormemente. En la actualidad, dado que nuestra muestra se reduce a un único mundo con vida confirmada, ambas posibilidades parecen igual de viables.

«Si [la vida extraterrestre] es demasiado [similar] a la de la Tierra, la gente pensará que la hemos llevado allí nosotros mismos. Pero si es demasiado distinta, ¿podremos verla?», plantea Moissel-Eichinger. «Esa es la pregunta que nos mueve.»

Brianne Palmer

Referencia: «Taxonomic and functional analyses of intact microbial communities thriving in extreme, astrobiology-relevant, anoxic sites», Alexandra Kristin Bashir et al. en Microbiome, vol. 9, art. 50, febrero de 2021.

Los boletines de Investigación y Ciencia

Elige qué contenidos quieres recibir.