Guerrero Negro Por: Henry Bortman, NASA Astrobiology Institute (NAI)

Versión original. Traductor : Gabriel Pérez. Año: 2001

                                                       
Guerrero Negro es un conocido destino para eco turistas que quieren observar las ballenas grises, sin embargo los científicos acuden allí para investigar un ecosistema repleto de organismos microscópicos que les ofrecen importantes pistas para comprender como era la vida en la tierra primitiva. |

Guerrero Negro es una pequeña población de unos 10.000 habitantes ubicada hacia la mitad de la península de Baja en México y conocido destino de eco turistas. Van a observar las ballenas grises, o a asombrarse con la diversidad de aves marinas.

Pero en junio, el Dr. David Des Marais y sus colegas se dirigieron hacia esa zona para investigar un ecosistema que es poco probable que aparezca en las guías turísticas. Des Marais es un investigador del Centro de Investigación Ames de la Nasa en Mountain View, California, y miembro del Instituto de Astrobiología de la Nasa. Su equipo de investigación tomó el camino hacia el sur para estudiar los tapices microbianos, que son colonias de organismos microscópicos con un grosor de 1 a 10 cm, que pueblan charcas de evaporación salinas a lo largo de la costa del Pacífico cerca de Guerrero Negro.

La investigación en Guerrero Negro es un proyecto a largo plazo para estudiar este primitivo ecosistema. Des Marais y sus colegas creen que los tapices pueden guardar pistas importantes para el conocimiento de la vida en sus primeras etapas en la Tierra. También esperan adquirir conocimiento de cómo buscar signos de vida en planetas orbitando alrededor de estrellas lejanas.

Muchos científicos creen que durante 3 millardos de años, después que la vida empezara en la Tierra, los microbios eran la única forma de vida presente. Hoy en día solo permanece evidencia fragmentada de esa temprana vida, sin embargo, los geólogos han hallado rocas que confirman esa evidencia. Estos antiguos fósiles, conocidos como stromatolites, son notables porque su apariencia estratificada es una reminiscencia de la estratificación que se encuentra en tapices microbianos actuales.

Des Marais nos explica que “nos centramos en tapices microbianos porque tenemos evidencia geológica específica de su antigüedad. Si nos fijamos en rocas con una antigüedad de unos 3,5 millardos de años vemos finas capas y características fuertemente consistentes con los ecosistemas de tapices microbianos.

Pero no es fácil encontrar tapices microbianos en estos días. En la mayoría de los entornos los microbios son devorados por otros organismos o colonizados por plantas antes de poder formar comunidades estables. Sólo en determinados entornos extremos, demasiado duros para otras especies, se pueden encontrar ecosistemas microbianos casi puros. Guerrero Negro encaja perfectamente, ya que en las charcas de evaporación el agua es tan salada que los tapices microbianos pueden competir con éxito. Los tapices bajo escrutinio viven en agua que es 2 ó 3 veces más salada que el agua del mar.

Des Marais dice que como estas comunidades modernas se cree que funcionan de forma muy parecida a las antiguas comunidades microbianas que formaban los stromatolites, “son buenos bancos de prueba para entender la evolución primitiva.”

Sin embargo los microbiólogos no pueden simplemente recoger una muestra del tapiz, llevarla de vuelta al laboratorio y analizarla organismo por organismo. La mayor parte de los cientos de diferentes tipos de organismos que viven en el entorno de Guerrero Negro no han sido nunca identificados (y puede que nunca lo sean). Para identificarlos, al menos mediante métodos tradicionales, los científicos deben aislarlos y cultivarlos. Pero como requieren el entorno del tapiz para sobrevivir, son difíciles de cultivar. Y a menudo es difícil averiguar la mezcla precisa de condiciones que necesita cada diferente organismo.

Des Marais dice que “para la mayoría de los organismos estar en un cultivo puro es una situación de extraordinario estrés. Es como si te metieran en una nave espacial completamente solo y te enviasen a Marte. Un estrés extraordinario. Eres un organismo social. Estos chicos también son sociales. Sin embargo, su versión de cómo ser sociales es diferente de la nuestra. Tiene mucho que ver con compartir la luz del sol y el intercambio de productos químicos entre vecinos.”

Más aún, añade, “estamos descubriendo que los organismos
más importantes en esta comunidad son los más difíciles de desarrollar en cultivos puros. Sorpresa, sorpresa: son los mejores jugando en equipo, por lo que les cuesta mucho vivir solos.”

La vida, fundamentalmente, es química. Todas las criaturas vivientes, desde microbios hasta mamíferos, obtienen nutrientes químicos del entorno, los reorganizan por medio de una serie de reacciones químicas, en formas útiles y se deshacen de aquello que no necesitan. La base de este proceso es bien conocida. El problema está en los detalles.

Es en esos detalles en los que Des Marais y sus colegas esperan engañar a los tapices microbianos de Guerrero Negro. Quieren entender los mecanismos internos de los ciclos bioquímicos activos en la comunidad del tapiz. Investigan el modo en que varios compuestos químicos —los más importantes son productos que contienen carbono, oxígeno y azufre— circulan en el sistema, por medio de la colocación en el tapiz de sondas a diferentes profundidades; cómo son combinados y recombinados por medio de las interacciones de los organismos del tapiz entre ellos mismos y con su entorno; la forma en que gases tales como el oxígeno, metano y dióxido de carbono se crean y se disipan a diferentes profundidades dentro del tapiz.

“La esencia de la supervivencia es el modo de controlar las restricciones ambientales”, dice Des Marais. “Y de la misma manera, la esencia de la interacción ecológica es realmente la misma cosa: ¿cómo se regulan estos procesos mientras interactúan mutuamente?”

Entre las preguntas a las que están intentando responder, una de ellas es ¿cómo cambia la actividad bioquímica de la comunidad a lo largo de un día?. Por ejemplo, los productores primarios de material orgánico para la comunidad son las photosynthetic cyanobacteria. Estos organismos viven en la parte superior del tapiz, donde pueden obtener luz solar. Toman dióxido de carbono tanto de la atmósfera como del tapiz y usando la energía que obtienen de la luz solar, lo convierten en compuestos orgánicos de carbono, que constituyen las piezas básicas de las células vivas. En el proceso, expulsan oxígeno. De esta manera, durante las horas diurnas, el oxígeno se acumula en las capas superiores del tapiz.

Pero durante la noche, esta fotosíntesis cesa y empiezan a dominar otros procesos. El oxígeno del tapiz disminuye, al usarlo otros organismos. Estos, a su vez, expulsan otros gases, como el metano.

En un esfuerzo para cuantificar este proceso Des Marais y sus colegas acamparon cerca de las charcas salinas durante varios días y cada cierto tiempo tomaron cuidadosos datos para comprender como cambian esas interacciones a lo largo de un periodo de 24 horas.

Des Marais dice que uno de los primeros resultados de la expedición de junio, es que a pesar de que los tapices están sumergidos en agua rica en oxígeno, “durante la noche uno o dos centímetros de agua por encima del tapiz se vuelven anóxicos. De forma que, incluso en la superficie del tapiz, no hay oxígeno a lo largo de la noche, lo cual tiene implicaciones importantes para los organismos que puedan vivir allí. Por ejemplo, si eres un organismo que no aguanta el sulfuro porque para ti es venenoso, tienes un problema viviendo en la superficie del tapiz, porque todas las noches el sulfuro sube en la columna de agua.”

Los investigadores también midieron los gases tomados de la atmósfera hacia la comunidad del tapiz y emitidos por esta de vuelta a la atmósfera. Esta información puede arrojar luz al viejo debate científico de como era la composición de la atmósfera en la Tierra primigenia y como cambió a lo largo del tiempo.

“El tapiz de la evolución temprana está enrollado en el entendimiento de cómo estos organismos interactúan y consiguen que este eficiente sistema actúe durante un gran periodo de tiempo,” explica Des Marais. “Y, por supuesto, al hacerlo dejan trazas de sus restos en los sedimentos donde se encuentran, o expulsan gases a la atmósfera, modificándola.”

Entender la interacción de la comunidad del tapiz con la atmósfera también puede ayudar a los científicos que están desarrollando una nueva generación de telescopios que buscarán signos de vida en mundos lejanos.

En la próxima década, telescopios espaciales serán capaces de detectar planetas similares a la Tierra alrededor de otras estrellas. Pero incluso con estos nuevos y potentes telescopios, cada planeta se vera nada más que como un pequeño punto coloreado. Para detectar vida en estos mundos por descubrir, los telescopios obtendrán datos que indicarán la presencia o ausencia de ciertos gases atmosféricos.

Si encuentran un mundo cuya composición atmosférica sea un reflejo de la de la Tierra, esto será un fuerte indicio de que la vida, incluso vida compleja, existe allí. Sin embargo muchos científicos creen que durante los dos primeros millardos de años de vida en la Tierra, la atmósfera de nuestro planeta era muy diferente de la actual. El estudio de los gases emitidos por los tapices microbianos de Guerrero Negro puede ayudar a determinar que señales atmosféricas de un planeta remoto pueden indicar un mundo más parecido a la tierra primigenia que a la actual.

Otros científicos de la expedición a Guerrero Negro estudiaron temas relacionados. Por ejemplo, Jack Farmer de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) estudió la forma en que los sedimentos atrapados en el tapiz forman su propia estratificación característica. Esto puede ayudar al entendimiento de las condiciones que causaron los estratos vistos en los stromatolites.

Farmer también recogió muestras que examinará para buscar la evidencia de gusanos microscópicos viviendo dentro de los tapices. Algunos científicos especulan con la posibilidad de que estos gusanos guarden gran parecido con los primeros animales que evolucionaron en la Tierra, y que sus primeros hogares fueran los ecosistemas de tapices.
Ferran Garcia-Pichel, otro científico de ASU, tomó muestras de DNA de las cyanobacteria que viven en el tapiz.
Muestreando a diferentes profundidades sobre una amplia área, espera saber donde vive cada tipo de cyanobacteria. Esto ayudara en una futura investigación en Guerrero Negro.
Garcia-Pichel está examinando actualmente el DNA de las cyanobacteria para comprobar la uniformidad de sus poblaciones de un lugar a otro dentro del tapiz. Dice Des Marais que si las poblaciones de cyanobacteria presentan una gran uniformidad en áreas de varios metros cuadrados, investigadores en diferentes laboratorios serán capaces de examinar muestras diferentes del tapiz con un grado razonable de certidumbre de que “están viendo el mismo ecosistema.”

Pieter Visscher de la Universidad de Connecticut, y David Stahl y Matt Dillon de la Universidad de Washington, están realizando estudios similares de la bacteria que reduce el sulfato, proveyendo así a otros miembros de la comunidad del tapiz, de varios tipos de sulfuro y gases.

Norman Pace y John Spear, de la Universidad de Colorado, recogieron DNA de estos tapices para determinar la variedad o “riqueza” de especies microbianas presentes.

¿Qué es lo siguiente?

El trabajo en Guerrero Negro continuará durante varios años más. La genómica es un componente a estudiar en futuras visitas a la región. Este trabajo estará encabezado por Mitch Sogin, de la Institución Oceanográfica de Woods Hole.

Sogin espera descubrir que genes se expresan en diferentes ubicaciones del tapiz, en diferentes momentos del día. Combinando estos datos con los de los grupos de Des Marais y Pace, los investigadores esperan crear un cuadro completo de cómo interactúan los organismos en el tapiz.

Crónicas de Sal y Arena

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