Respiración bajo el agua: evidencia de vida microscópica en la corteza oceánica

Los científicos informan que han captado que desaparece oxígeno del agua de mar que circula a través de la corteza oceánica profunda

Aunque por mucho tiempo se creyó que no tenía vida, se sabe ahora que el fondo del océano profundo alberga ecosistemas enteros repletos de microbios. Los científicos han documentado recientemente que el oxígeno está desapareciendo del agua de mar que circula a través de la corteza oceánica profunda, un primer paso importante para comprender de qué manera es capaz de sobrevivir y prosperar la vida de la «biosfera profunda» por debajo del fondo del mar. Los nuevos resultados de la investigación se publicaron en la revista Nature Communications el 27 de septiembre de 2013, y están ayudando a redefinir nuestro concepto de los límites de la vida en nuestro planeta.

Un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Bet Orcutt del Laboratorio Bigelow de Ciencias Oceánicas usa el JOIDES Resolution, un sofisticado buque de perforación científica de 140 metros operado por el Programa Internacional Integrado de Perforación Oceánica (IODP), para tomar muestras de los sedimentos fangosos y arenosos que cubren las rocas en el fondo marino, así como perforar las rocas de la dura corteza en sí —consideradas por muchos como el más grande reservorio de la vida en la Tierra— a fin de comprender cómo pueden «respirar» los microbios y obtener la energía necesaria para vivir en este entorno remoto.

El equipo midió las concentraciones de oxígeno en muestras de sedimentos recogidas por encima de la corteza rocosa oceánica, a casi 4,8 kilómetros debajo de la superficie del mar, en el borde occidental de la remota cordillera del Atlántico medio. Estas mediciones permitieron que los investigadores determinan la concentración de oxígeno en el agua de mar que circula en las rocas de la corteza oceánica en sí.

«Nuestros modelos de computadora mostraron que las concentraciones de oxígeno en la corteza terrestre en la región son eran muy probablemente el resultado de la sustracción de óxigeno por las formas de vida microbianas en la corteza terrestre cuando el agua de mar se mueve a través de las fracturas y grietas profundas en las rocas», dijo Orcutt. «Bajo las condiciones frías de la corteza en esta zona, el consumo puramente químico de oxígeno es mínimo, lo que indica que los microbios en la corteza oceánica son responsables de usar el oxígeno que está ahí abajo.»

«Sabemos que hay una gran reserva de vida en la corteza oceánica, pero si no se toman medidas para cuantificar su metabolismo, nunca sabremos lo vasta que es», dijo el co-autor Dr. Sam Hulme, de los Laboratorios Moss Landing Marine.

Otro co-autor del estudio, el Dr. Geoff Wheat de la Universidad de Alaska Fairbanks, señaló que la composición química del agua de mar dentro de los espacios porosos entre los granos de sedimento proporciona información importante acerca de qué reacciones se producen y con qué rapidez ocurren. «Este resultado establece un escenario para más experimentos encaminados a comprender cómo utilizan los microbios el oxígeno para crecer en un lugar con poca comida», dijo Trigo.

«Uno de los mayores objetivos de la comunidad de investigación científica internacional de perforación marina es entender cómo funciona la vida en la gran «biosfera profunda» enterrada por debajo del fondo del mar, pero es muy difícil acceder y explorar las duras rocas que conforman la base de el fondo del mar», añadió Orcutt. «Nuestros resultados son los primeros en documentar la eliminación de oxígeno en el ambiente de la corteza rocosa; algo que se esperaba, pero no demostrada hasta ahora. Con esta información, podemos comenzar a desentrañar el complejo misterio de la vida debajo del lecho marino.»

«La detección de vida mediante la medición de oxígeno en ambientes del subsuelo marino con un vigoroso flujo de agua no es una tarea fácil», explica el Dr. Wolfgang Bach, científico de la Universidad de Bremen en Alemania, y otro coautor del estudio. «Imagina una fuerza de tarea extraterrestre para la detección de vida aterrizando en la Tierra con sondas de oxígeno como única herramienta de detección de vida. Si ellos terminaron en una sala bien ventilada repleta de residentes, a partir de las mediciones que estarían haciendo llegarían a la conclusión de que la respiración es mínima, por lo tanto, la vida es lenta, por no decir inexistente. Hacer estas mediciones en un entorno donde pensamos que sabemos la dirección del flujo del agua de mar y detectar un gradiente de oxígeno hace toda la diferencia en realizar inferencias acerca de la vida en el subsuelo marino.»

«La minúscula vida microbiana en la Tierra es responsable de grandes tareas como el ciclo químico global. Para entender cómo elementos importantes como el oxígeno —que todos necesitamos para respirar— se mueve alrededor de la Tierra, tenemos que entender cuán rápido se consume en el mayor acuífero en la Tierra, la corteza oceánica», dijo Orcutt.

El artículo en Nature Communications, «Oxygen consumption in subseafloor basaltic oceanic crust» («El consumo de oxígeno en la corteza oceánica basáltica del subsuelo marino») es el resultado de la expedición IODP # 336 al flanco occidental de la Cordillera del Atlántico Medio, financiado en parte por la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) en 2011.

El Laboratorio Bigelow es un centro independiente, sin fines de lucro para la investigación oceánica global, la educación científica sobre el océano, y la transferencia de tecnología en la costa de Maine. Es un reconocido líder en la emergente economía de innovación de Maine. Más información disponible en bigelow.org.

FOTO: El Dr. Bet Orcutt (frente, segundo desde la izquierda) del Laboratorio Bigelow analiza muestras de corteza oceánica con el Dr. Wolfgang Bach de la Universidad de Bremen, Alemania, durante la Expedición IODP 336 al costado Cordillera del Atlántico Medio. Foto cortesía de Jennifer T. Magnusson.

Fuente: EurekAlert. Aportado por Eduardo J. Carletti

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