mayo 22, 2022

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Cómo prospera la vida en la ‘biosfera profunda’ a pesar de las temperaturas que freirían a los humanos

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El buque de perforación científico japonés solía detectar microbios que vivían en las profundidades del lecho marino.

El buque de perforación científico japonés solía detectar microbios que vivían en las profundidades del lecho marino.
Fotografía: JAMSTEC

Una expedición científica en 2016 reveló un hábitat subterráneo donde se encontraron microbios viviendo a temperaturas cercanas a los 250 grados Fahrenheit. Ahora uno estudio de seguimiento revela cómo esta notable comunidad microbiana se las arregla para combatir el calor.

Las altas tasas metabólicas hacen posible la vida de los microorganismos que viven en los sedimentos enterrados en las profundidades del fondo del mar, según un nuevo estudio. búsqueda publicado en Nature Communications. El estudio, dirigido por la geomicrobióloga marina Tina Treude de la Universidad de California en Los Ángeles, arroja una nueva luz sobre los microbios del subsuelo, mostrando que algunos de ellos son sorprendentemente activos y capaces de prosperar en condiciones cálidas y profundas.

“Siempre hemos encontrado que los microbios en la biosfera profunda son una comunidad extremadamente lenta que mordisquea lentamente los últimos restos de materia orgánica enterrada de hace millones de años. Pero la biosfera profunda está llena de sorpresas,“Bo Barker Jørgensen, microbiólogo de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, dijo en un comunicado de prensa de la Universidad de California. “Encontrar vida próspera con altas tasas metabólicas a estas altas temperaturas en el fondo del mar alimenta nuestra imaginación de cómo la vida podría evolucionar o sobrevivir en entornos similares en cuerpos planetarios más allá de la Tierra”.

En un correo electrónico, Virginia Edgcomb, geóloga de la Institución Oceanográfica Woods Hole que no participó en el nuevo estudio, dijo que estaba entusiasmada con la investigación porque muestra que «no podemos asumir que las actividades microbianas son insignificantes simplemente debido a la profundidad debajo del lecho marino o las temperaturas extremas», particularmente cuando «hay suficientes fuentes de carbono y energía disponibles».

En este caso, las fuentes necesarias de carbono y energía se encontraron en la zona de subducción Nankai Trough frente a Japón Hace siete años, una expedición científica dirigida por el mismo equipo perforó 3.930 pies (1.200 metros) por debajo del lecho marino, extrayendo muestras de sedimentos marinos y evidencia de microbios extremófilos. Ellos hizo esto para investigar el límite de temperatura de la biosfera submarina profunda y la medida en que la vida puede residir en este hábitat extremo. Increíblemente, ellos fundar una pequeña comunidad de microbios que parecía prosperar a pesar de que las temperaturas alcanzaban los 250 grados F (120 grados C). No era del todo obvio para los investigadores. cómo esto fue posible, lo que llevó a más estudios.

Para la nueva investigación, Treude y sus colegas llevaron a cabo experimentos con radiotrazadores para medir las tasas metabólicas de los microbios, lo que hicieron en condiciones altamente estériles para evitar la contaminación. eso no fue fácil dada la baja densidad de población de microbios; menos de 500 células estaban presentes en cada centímetro cúbico de sedimento. El equipo también hizo provisiones especiales paraseguro de que las tasas metabólicas observadas fueran las mismas en el laboratorio que en el entorno natural de los microbios.

Este trabajo resultó en el descubrimiento del rápido metabolismo de los microorganismos, que según los investigadores es lo que les permite sobrevivir en condiciones tan extremas.. Los científicos teorizan que las altas tasas metabólicas son una necesidad, permitiendo que los microbios reparen las células dañadas por el calor.

«La energía requerida para reparar el daño térmico a los componentes celulares aumenta notablemente con la temperatura, y la mayor parte de esta energía probablemente se necesite para contrarrestar la alteración en curso de los aminoácidos y la pérdida de la función de las proteínas», dijo Treude.

Al mismo tiempo, los microbios tener un amplio acceso a los nutrientes proporcionados por el calentamiento de materiales orgánicos, específicamente hidrógeno y acetato del agua que se filtra en el medio ambiente marino sedimento.

Las nuevas observaciones “pueden parecer contrarias a la intuición para muchos, ya que las células que viven cerca de los límites térmicos de la vida en este lugar, y muy por debajo del lecho marino donde esperaríamos que apenas sobrevivieran, en realidad son muy activas. dijo Edgcomb. Pero su alta tasa de actividad se debe a una razón muy interesante: «Para poder proporcionar suficiente energía para reparar el daño a las células térmicas para que puedan sobrevivir», agregó.

En un correo electrónico, Jennifer Biddle, profesora asociada de la Universidad de Delaware que no está afiliada a la investigación, dijo que el nuevo trabajo «parece estar bien hecho» y «bien elogiado». trabajo preexistente mostrando cambios en las comunidades microbianas y aumentos en la división celularion a medida que las temperaturas de los sedimentos se calientan. Un argumento presentado en el nuevo artículo es que las células solo se inician cuando ya están enterradas, un hallazgo que concuerda con investigaciones recientes. búsqueda Co-escrito por Biddle que demuestra que “una vez que las células encuentran su ‘lugar feliz’ bajo tierra, tienen mucho poder para crecer”, dijo..

una limitacióndijo Biddle, es que los investigadores describieron la actividad microbiana pero no proporcionó ningún nombre ni identificó los microbios en cuestión. Ella dijo que “sería genial saber quién está allí, por lo que podemos estimar aún mejor qué tan rápido podrían ir”, y agregó que también sería bueno “cultivar algunos de estos linajes subterráneos para probar sus rangos térmicos y cómo podrían haberse adaptado a este entorno”.

Curiosamente, estos microbios de aguas profundas se acercan a los límites térmicos de la vida tal como la conocemos, pero algunos científicos creen que los microbios pueden sobrevivir incluso en ambientes más cálidos. Parece que tenemos que profundizar un poco más la próxima vez, ya que es aún más extremo. los microbios aún pueden estar esperando a ser encontrados.

Más: Antiguos microbios cobran vida después de 100 millones de años bajo el mar.

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