Microbios antiguos del permafrost: una amenaza latente bajo el hielo
Geólogos y biólogos dirigidos por la Universidad de Colorado en Boulder han resucitado microbios antiguos que habían estado atrapados en el hielo, en algunos casos durante unos 40.000 años.
El estudio es una muestra del permafrost del planeta. Así se denomina a una mezcla congelada de tierra, hielo y rocas que se encuentra bajo casi una cuarta parte de la tierra en el hemisferio norte. Es un cementerio helado donde restos de animales y plantas, junto con abundantes bacterias y otros microorganismos, se han quedado atrapados en el tiempo.
El grupo descubrió que si se descongela el permafrost, los microbios que contiene tardan un tiempo en activarse. Pero después de unos meses, como al despertarse de una larga siesta, comienzan a formar colonias florecientes.
«Estas no son muestras muertas, ni mucho menos», afirmó en un comunicado Tristan Caro, autor principal del estudio y exestudiante de posgrado en ciencias geológicas en la Universidad de Colorado en Boulder. Todavía son muy capaces de albergar vida robusta capaz de descomponer la materia orgánica y liberarla en forma de dióxido de carbono.
Caro y sus colegas publicaron sus hallazgos en septiembre en la revista Journal of Geophysical Research: Biogeosciences.
La investigación tiene amplias implicaciones para la salud del Ártico y de todo el planeta, añadió el coautor del estudio, Sebastian Kopf.
Qué revelan los microbios antiguos del permafrost sobre el cambio climático
Actualmente, el permafrost del mundo se está descongelando a un ritmo alarmante debido al cambio climático provocado por el ser humano. Los científicos temen que esta tendencia pueda desencadenar un círculo vicioso. A medida que el permafrost se descongela, los microbios que viven en el suelo comenzarán a descomponer la materia orgánica, expulsándola al aire en forma de dióxido de carbono y metano, ambos potentes gases de efecto invernadero.
«Es una de las mayores incógnitas en las respuestas climáticas», afirmó Kopf, profesor de ciencias geológicas en la Universidad de Colorado en Boulder. «¿Cómo afectará el deshielo de todo este suelo congelado, donde sabemos que hay toneladas de carbono almacenado, a la ecología de estas regiones y al ritmo del cambio climático?».
El peligro de los microbios antiguos del permafrost y su impacto ambiental
Para explorar esas incógnitas, los investigadores viajaron a un lugar único: el Túnel de Permafrost del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos. Este centro de investigación se extiende más de 107 metros por el suelo helado bajo el centro de Alaska.
Cuando Caro entró en el túnel, que tiene aproximadamente el ancho de un pozo de mina, pudo ver los huesos de antiguos bisontes y mamuts sobresaliendo de las paredes.
«Lo primero que notas al entrar es que huele fatal. Huele como un sótano mohoso que ha estado abandonado demasiado tiempo», dijo Caro, ahora investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California. «Para un microbiólogo, eso es muy emocionante porque los olores interesantes suelen ser microbianos».
Investigadores logran reactivar microbios antiguos del permafrost después de 40.000 años
En el estudio actual, los investigadores recolectaron muestras de permafrost de entre unos pocos miles y decenas de miles de años de antigüedad de las paredes del túnel. Luego añadieron agua a las muestras y las incubaron a temperaturas de 3 y 12 grados Celsius, frías para los humanos, pero extremadamente altas para el Ártico.
«Queríamos simular lo que ocurre en un verano en Alaska, bajo condiciones climáticas futuras donde estas temperaturas alcanzan zonas más profundas del permafrost», explicó Caro.
Con una peculiaridad: los investigadores se basaron en agua compuesta por átomos de hidrógeno inusualmente pesados, también conocidos como deuterio. Esto les permitió rastrear cómo sus microbios absorbían el agua y luego usaban el hidrógeno para construir las membranas de material graso que rodean a todas las células vivas.
Lo que observaron fue sorprendente. Durante los primeros meses, estas colonias crecieron lentamente, en algunos casos reemplazando solo una de cada 100.000 células al día. En el laboratorio, la mayoría de las colonias bacterianas pueden renovarse por completo en cuestión de horas.
Pero a los seis meses, todo había cambiado. Algunas colonias bacterianas incluso produjeron estructuras viscosas llamadas «biopelículas» que se pueden ver a simple vista.
EN CÁMARAS SELLADAS
Caro afirmó que estos microbios probablemente no podrían infectar a las personas, pero el equipo los mantuvo en cámaras selladas de todos modos.
Añadió que las colonias no parecían reactivarse mucho más rápido a temperaturas más altas. Los resultados podrían ofrecer lecciones para el deshielo del permafrost en el mundo real: tras una ola de calor, los microbios pueden tardar varios meses en activarse lo suficiente como para empezar a emitir gases de efecto invernadero al aire en grandes cantidades.
En otras palabras, cuanto más largos sean los veranos árticos, mayores serán los riesgos para el planeta.
«Puede que haya un solo día caluroso en el verano de Alaska, pero lo que importa mucho más es la prolongación de la temporada de verano, hasta el punto de que estas temperaturas cálidas se extienden hasta el otoño y la primavera», afirmó Caro.
Añadió que aún quedan muchas preguntas abiertas sobre estos microbios, como si los organismos antiguos se comportan de la misma manera en sitios de todo el mundo.
«Hay muchísimo permafrost en el mundo, en Alaska, Siberia y otras regiones frías del norte», dijo Caro. «Solo hemos muestreado una pequeña porción».