Cianobacterias en las oscuras profundidades de río Tinto

Las cianobacterias, antiguamente llamadas algas verdiazuladas, son microorganismos fotosintéticos muy versátiles que habitan en la mayoría de los ambientes de la Tierra, desde los mares hasta los desiertos. Eso sí, hasta ahora su amplio rango ecológico se consideraba restringido a ambientes donde llegara la luz del sol, aunque fuera de forma ocasional.

Sin embargo, investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) han detectado por primera vez la presencia de cianobacterias en muestras de roca profunda recogidas a más de 600 metros bajo la superficie de la Faja Pirítica Ibérica, una zona en la que nace el rojizo río Tinto (Huelva) y considerada un análogo terrestre de Marte.

El estudio, publicado en la revista PNAS, presenta evidencias moleculares, microscópicas y metagenómicas (secuencias del genoma de distintos microorganismos) sobre el predominio de estas cianobacterias en el subsuelo de río Tinto.

Las muestras se obtuvieron con dos perforaciones del proyecto IPBSL (Iberian Pyrite Belt Subsurface Life, vida subterránea en la Faja Pirítica Ibérica), realizado entre 2010 y 2015 con el objetivo de caracterizar la geomicrobiología de los ecosistemas profundos de esta zona.

Durante las perforaciones, se extrajeron testigos cilíndrico de material, que posteriormente fueron analizados con el sistema SOLID-LDChip, un biochip detector de signos de vida que se desarrolla actualmente en el CAB para la exploración planetaria.

Desde un primer momento los investigadores detectaron indicios inmunológicos de la presencia de cianobacterias. El resultado inicial fue confirmado luego mediante otras técnicas, como la secuenciación del gen ARN ribosomal 16S extraído de las rocas analizadas y la visualización de las cianobacterias mediante microscopia con sondas fluorescentes.

Micrografías fluorescentes de cianobacterias en rocas del subsuelo profundo de río Tinto. / Fernando Puente-Sánchez, Victor Parro et al.- CAB

Posteriormente, la secuenciación de dos metagenomas (conjunto de genes de una muestra ambiental) a diferentes profundidades, 420 y 607 metros, ha permitido a los investigadores confirmar definitivamente la presencia de estos microorganismos.

Hidrógeno como fuente de energía

El análisis de la gran cantidad de genes de cianobacterias encontrados ha permitido descubrir su potencial para utilizar hidrógeno como fuente de energía. Estas cianobacterias parecen aprovechar una ‘válvula de seguridad’ natural, que en la superficie sirve para protegerlas del exceso de luz. En ese entorno el mecanismo desvía la energía sobrante hacia el exterior de la célula, transfiriendo electrones a sustancias como metales oxidados o materia orgánica.

Pero paradójicamente, en las profundidades, los investigadores creen que este mismo sistema se activa en condiciones de oscuridad y anoxia (sin oxígeno) presentes en el subsuelo, permitiéndoles a las cianobacterias obtener energía independientemente de la luz, un estilo de vida subterráneo que podría remontarse a sus antepasados no fotosintéticos.

Los resultados del trabajo sugieren que las cianobacterias pueden desempeñar un papel muy importante como productores primarios dentro de la biosfera profunda de la Tierra. Además, este nicho ecológico, hasta ahora desconocido, pone de manifiesto la gran versatilidad de estos microorganismos, unos de los más antiguos de nuestro planeta.

Según sus autores, este trabajo también permite plantear nuevos modelos sobre el origen y evolución de las cianobacterias, así como la presencia de organismos similares en biosferas actuales o primitivas de otros planetas, como Marte, o lunas del sistema solar.