En las profundidades de los remotos lagos antárticos, prosperan comunidades microbianas donde algunas formas de vida pueden sobrevivir. Los científicos están estudiando las estructuras formadas por estas comunidades para comprender más sobre la vida microscópica en estos ambientes extremos, lo que puede proporcionar pistas sobre cómo evolucionó la vida.
El lago Antarsea es el lago de agua dulce más grande del interior de la Antártida Oriental.
Con una superficie permanentemente enterrada bajo varios metros de hielo y una exposición limitada a la luz solar durante la mayor parte del año, el lago está desprovisto de organismos grandes como plantas y animales. Pero en el fondo, el rico ecosistema está ayudando a los científicos a comprender mejor cómo evolucionó la vida en nuestro planeta primitivo.
Vastas comunidades de microorganismos forman extrañas estructuras en el fondo del lago, desde pequeños picos estrechos hasta grandes estructuras en forma de cono. Por qué se forman en dos formas diferentes es un misterio para los científicos, pero un estudio reciente ha revelado Microbiología ambiental Intenta responder a esta pregunta.
El microbiólogo del museo y autor del estudio, el Dr. Anne Jungblut dice: «Debido a que el lago Untersee tiene estas dos estructuras diferentes, nos permite estudiar cómo se formaron estas estructuras microbianas».
«Si los microbios en estas estructuras son similares, eso sugiere que fueron moldeados principalmente por fuerzas ambientales. Pero si tienen una composición de especies diferente, podría significar que la forma en que crecen estas especies tiene una gran influencia en la forma de estas estructuras».
«Dado que estas dos estructuras crecen una al lado de la otra en el mismo entorno, creemos que las especies microbianas desempeñan un papel importante a la hora de influir en la forma de la estructura. Por eso, en este estudio queríamos observar más de cerca los organismos que componen estas estructuras.»
¿De qué están hechas estas estructuras?
Aunque el lago Untersee está permanentemente cubierto de hielo, penetra suficiente luz en las profundidades del lago, lo que permite que sobreviva la vida fotosintética.
La capa superior de estas estructuras microbianas es muy colorida porque está llena de organismos fotosintéticos que ayudan a captar la poca luz que llega al fondo del lago. Debajo de esta capa, parece tierra vacía, pero está llena de diversos organismos que no utilizan la luz para crecer.
Los investigadores analizaron varias muestras pequeñas, cada una de las cuales pesaba menos de un gramo, para aprender más sobre las especies que componen estas diferentes estructuras. Luego extrajeron el ADN y lo utilizaron para secuenciar los genomas de diferentes especies para ver qué estaba presente.
Los especímenes incluyen una variedad de organismos unicelulares como arqueas y protistas más complejos como mohos, ciliados y amebas. Las capas externas están compuestas principalmente de cianobacterias, un tipo de bacteria fotosintética que se encuentra naturalmente en la mayoría de los ecosistemas de agua dulce del mundo.
Los dos tipos de estructuras microbianas están dominados por dos tipos diferentes de cianobacterias. Las estructuras en forma de cono contenían una gran cantidad de cianobacterias gruesas Microcoleus y las estructuras en forma de pináculo contenían una gran cantidad de Elainelesia delgada.
«Basándonos en nuestra investigación, creemos que las cianobacterias desempeñan un papel en la forma en que se forman estas estructuras», dice Anne. «Así que deben crecer de alguna manera que conduzca a estas diferentes formas».
«Pero todavía no sabemos por qué crecen diferentes especies en ciertas áreas del lago y cómo estos diferentes microbios interactúan entre sí. Esto es algo que queremos explorar en nuestras futuras investigaciones».
¿Qué nos dicen estas estructuras microbianas sobre la vida temprana en la Tierra?
Cada año, las estructuras microbianas del lago Untersee se combinan para formar capas de microbios y sedimentos caídos que pueden formar estructuras más grandes durante cientos de años, y posiblemente miles de años.
Estas estructuras microbianas blandas se forman de manera similar a los estromatolitos, que aparecieron por primera vez en nuestro planeta hace miles de millones de años y se encuentran entre los fósiles más antiguos conocidos.
Aunque los estromatolitos todavía existen hoy en día, son más conocidos como una característica principal del Arcaico, que se extendió desde hace 4 a 2,5 mil millones de años. Durante este tiempo, no existían plantas, animales u otros organismos complejos como los que vemos hoy.
La única vida que existía era unicelular. Muchos estromatolitos del Arcaico están compuestos de cianobacterias fotosintéticas y se cree que son en gran medida responsables de la atmósfera rica en oxígeno de la que dependemos hoy.
Los científicos están aprovechando la oportunidad para estudiar las estructuras laminadas de los microbios vivos para intentar aprender más sobre cómo evolucionó la vida en esta etapa temprana de la historia de la Tierra.
«La mayoría de los hábitats de la Tierra hoy en día tienen muchos organismos que no existían en el pasado», dice Anne. «Por eso estudiamos estas estructuras en la Antártida porque es un ambiente extremo donde no mucho puede sobrevivir y refleja mejor cómo era durante el Arcaico».
«El lago Untersea es único porque tiene diferentes formas de estructuras microbianas. El estudio de estas estructuras nos ayudará a aprender más sobre cómo evolucionó, se formó y organizó la vida y cómo se vio afectada por las fuerzas ambientales».
Más información:
Carla Greco et al., La metagenómica resuelta por el genoma revela diversos taxones y complejidad metabólica en la composición microbiana de un lago antártico, Microbiología ambiental (2024) DOI: 10.1111/1462-2920.16663
Proporcionado por el Museo de Historia Natural
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía del Museo de Historia Natural. Lea la historia original aquí.
referencia: Las estructuras microbianas en el lago antártico pueden revelar más sobre cómo evolucionó la vida (2024, 17 de julio). Consultado el 17 de julio de 2024 en https://phys.org/news/2024-07-microbian-antarctic-lake-reveal-life.html.
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