El Desierto de Atacama: En donde la vida se esconde en el suelo

El Desierto de Atacama: Un Lugar:, dos paisajes. Fuente: colaje de imágenes Google.

Algunas noticias me recuerdan otras previas encontrándome a menudo con la duda de saber “a ciencia cierta” cuáles son sus novedades. Este es el caso de las notas de prensa en español  (En el lugar más seco del mundo también hay vida) e inglés (Life under extreme drought conditions) que os reproduzco hoy. Cuando tales circunstancias acaecen, me veo a sondear en Internet, lo cual acarrea  que para la elaboración de un post, emplee demasiado tiempo. Y este es precisamente el caso que nos ocupa hoy. Abajo os dejo las notas de prensa que daban lugar a que dudara, en primera instancia, de la novedad de los contenidos expuestos. Pero a menudo, algunos amigos, más que colegas, me sacan del atolladero.  Y así a Marco Pfeiffer (Universidad de Berkeley y Universidad Nacional de Chile) le pregunté mis tribulaciones y abajo expongo su contestación. Marco es un joven y gran amigo, al que conocí en México, que acaba de terminar su tesis doctoral en Berkeley, retornando a impartir clases e investigar en la Universidad Nacional de Chile. Pronto oiréis hablar mucho de él, por cuanto es uno de los jóvenes expertos en ciencias del suelo mejor formados que conozco en América Latina y con un futuro más que prometedor. Él ha investigado durante años en el desierto de Atacama, al igual que lo hizo anteriormente en los prácticamente inexplorados y gélidos Campos de Hielo Norte y Sur de la Patagonia Chilena. Seguramente pronto comencemos a colaborar en el ámbito de la edafodiversidad de las Américas.

Hoy seré muy breve, ya que Marco nos explica brevemente así:

Hola Juanjo,

¡¡Que interesante!! No la había visto, gracias por compartir. La verdad es que el estudio es bastante novedoso. Porque si bien se habían logrado identificar trazas de ADN de suelos del Atacama, no se habían visto comunidades activas hasta ahora, y menos en esas cantidades. Lo fabuloso de este estudio es que toma muestras después del evento de lluvia único de Marzo de 2015, confirmando lo que muchos científicos pensaban pero que nadie había podido comprobar (ya que llueve solo cada 50 años en esas cantidades), y es que después de un evento de lluvia, muestra como este el desierto revive (aunque no lo veamos porque son bacterias). Yo tengo un artículo en revisión en el GSA Bulletin sobre este evento de lluvia, enfocado a las propiedades hidráulicas del desierto. El evento es ínfimo para cualquier ecosistema, pero para el Atacama es tan significativo que ya debe llevar 8 artículos publicados (y quien sabe cuántos más por venir). La información que estamos obteniendo de aquel evento es impresionante.

Un abrazo,

Marco

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Todos sabéis que no existe lugar más desértico y árido que el Desierto de Atacama.

Alguna noticia relacionada con la vida en Atacama

Descubiertas algas en rocas de sal del desierto más árido del planeta.

Atacama, ‘festival’ para algas y cianobacterias – ECOticias

Detecting Life in the Driest Place on Earth

En el lugar más seco del mundo también hay vida

Hallan bacterias, hongos y virus en áreas del desierto de Atacama donde no llueve en años.

En marzo de 2015, azuzada por el fenómeno climático de El Niño, la lluvia cayó en el desierto de Atacama (Chile) como no lo había hecho en 40 años. Fueron unos pocos milímetros que no le quitaron la categoría de lugar más seco del planeta (dejando aparte la Antártida). Pero sirvieron a un grupo de científicos para confirmar la existencia de microorganismos autóctonos bajo la superficie. Encontraron bacterias, hongos y virus. Los investigadores piensan que si la vida resurge en un lugar tan extremo como el Atacama, ¿por qué no la va a haber en Marte?

«Ya teníamos decidida la misión, tomando muestras desde las zonas más húmedas [en la costa del Pacífico] hasta las más áridas. Pero tuvimos la extraordinaria suerte de que llovió», dice el microbiólogo del Centro de Astrobiología (CAB) y coautor del estudio, Víctor Parro. Investigadores de este centro, dependiente tanto del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) como del CSIC, junto a expertos chilenos en organismos extremófilos y científicos de otras instituciones, aprovecharon la fuente de vida que siempre es el agua para estudiar la que había en el Atacama.

El desierto chileno, de más 100.000 km² de extensión, recibe una precipitación media anual de 20mm de agua, lo que provoca un espectacular florecimiento en sus márgenes. Pero hay zonas donde la lluvia aparece de década en década. La radiación ultravioleta es también muy elevada. Además, a lo largo de millones de años, la desecación y la atmósfera han provocado que la tierra casi sude sal. Más aún, aunque hay mucho mineral, apenas hay materia orgánica de la que puedan vivir los microorganismos.

«Pero la vida aprovecha el evento más pequeño de humedad para regenerarse«, comenta Parro. En efecto, los investigadores identificaron la presencia de bacterias, arqueas y hongos. Incluso, hallaron bacteriófagos, virus de bacterias. Todo un ecosistema. Aunque en el pasado se habían encontrado pistas de actividad bacteriana en los suelos hiperáridos del Atacama, se desconocía si estas células muertas eran autóctonas o habían sido llevadas hasta allí por el viento, como se ha comprobado en otras ocasiones y latitudes. «El reto era verlas metabólicamente activas allí», añade el astrobiólogo del CAB.

Los autores del estudio, publicado en la revista PNAS, tomaron muestras de seis zonas del desierto un mes después de las lluvias. Comprobaron que tanto la abundancia como la diversidad bacterianas eran mayores en las arenas recogidas junto al mar y que ambas iban reduciéndose a medida que la sequedad aumentaba. Pero incluso en las localizaciones de María Elena o Yungay, con humedades relativas de menos del 15%, encontraron diversas especies de bacterias. Los investigadores regresaron a los mismos lugares en 2016 y 2017. Aunque la actividad ha descendido de forma notable, aún hay restos de vida.

La secuenciación del material genético bacteriano obtenido en los suelos del Atacama permitió identificar una serie de genes relacionados con estrategias para mitigar el estrés hídrico y la radiación ultravioleta. Algunas de las bacterias tienen una gran capacidad para reparar el ADN. Y otras, como varias pertenecientes al filo de las Firmicutes, dan paso a la siguiente generación por medio de esporas que pueden permanecer latentes pero viables durante miles de años.

Los investigadores se refieren a esta capacidad como vida transitoria, un concepto que le parece novedoso a la ecóloga de la Universidad de Granada, Isabel Reche. «Los microorganismos se activan ante pequeños eventos de humedad y luego se desactivan tras la pérdida de la misma», dice esta investigadora, que no ha intervenido en este estudio.

Para el análisis de las muestras, además de secuenciación masiva de ADN, los científicos usaron un chip detector de vida. Desarrollado en el CAB, es un biosensor inmunológico con más de 200 anticuerpos para detectar otros tantos microorganismos. La idea de sus creadores es que este chip acabe a bordo de alguna misión espacial en búsqueda de vida extraterrestre, por ejemplo, en Marte.

«Además de las implicaciones que tienen estos resultados para nuestro conocimiento sobre los límites de la vida en ambientes hiperáridos, los resultados de este estudio indican que el desierto de Atacama puede ser un buen modelo de estudio para abordar la posible presencia de vida microbiana en Marte, donde las condiciones aún son más extremas», opina el director del Laboratorio de Ecología de Zonas Áridas y Cambio Global en la Universidad Rey Juan Carlos, Fernando Maestre, que no ha intervenido en el estudio de Atacama.

A diferencia de en el desierto chileno, en Marte no llueve, aunque sí hay agua bajo la superficie. Además, la radiación complica mucho la presencia de vida. Sin embargo, unos centímetros por debajo de la superficie ni la mayor parte de la radiación ionizante ni el viento solar llegan. Además, como recuerda Maestre, «sabemos que tanto la desecación como la radiación causan patrones de daño en el ADN similares, por lo que se ha considerado que los mecanismos celulares que tienen los microorganismos para sobrevivir a los períodos de desecación pueden también conferirles resistencia adicional a las radiaciones».

Si es así en la Tierra, también puede serlo en Marte. «Nuestra investigación nos muestra que si la vida puede salir adelante en el ambiente más seco de la Tierra, hay muchas opciones de que haya encontrado una manera parecida de hacerlo en Marte», comenta el investigador del Centro de Astronomía y Astrofísica de la Universidad Técnica de Berlín (Alemania) y principal autor del estudio, Dirk Schulze-Makuch. «Sabemos que hay agua helada en la superficie marciana y recientes investigaciones han sugerido la existencia de nevadas nocturnas y otros eventos de aumento de la humedad», añade. Y, como se ha visto en el desierto de Atacama, la vida vuelve con el agua por poca que sea y por mucho tiempo que pase.

 Life under extreme drought conditions

by Staff Writers
Potsdam, Germany (SPX) Feb 28, 2018

The core region of the Atacama Desert in South America is one of the most arid places on earth. Sometimes it is raining only once in a decade or even less, the annual precipitation is far less than 20 mm. The dry conditions resulted in high salt concentrations in the soil and low organic matter content.

However, scientists have found microorganisms there. But it has remained unclear whether these environments support active microbial growth or whether the observed cells were introduced by wind transport and subsequently degraded.

Detailed analyses by an international research team show: Even in the most arid zones of the Atacama a microbial community exists which becomes metabolically active following episodic increase in moisture after rainfalls. The new findings, published in the journal PNAS, are important for evolution of life and landscapes on Earth. Moreover, the results have implications for the prospect of life on other planets – certainly for Mars.

The scientists took soil samples at six different locations in the Atacama Desert between 2015 and 2017. «We have chosen sample locations along a profile of decreasing moisture from the coast up to extreme arid conditions in the core region of the Atacama», explains first author Dirk Schulze-Makuch from the TU Berlin. «This gradient should be reflected in the life-friendly conditions – we call it habitability – as well as in the number and diversity of the microorganisms.»

To get the whole picture the scientists used a broad range of complementary methods carried out at several geoscientific institutions in Berlin and Potsdam together with international partners. Amongst others the team conducted physico-chemical characterizations of the soil habitability and molecular biological studies. The latter were done mainly at GFZ German Research Centre for Geosciences in Potsdam where intracellular and extracellular DNA was analysed.

«With this method we can find out which microorganisms really exist at the different locations in the Atacama probably doing metabolism and which ones are only represented by their naked DNA in the sediment as a signal from the past,» says Dirk Wagner, Head of GFZ-Section for Geomicrobiology and one of the leading authors of the article. «Further investigations like tests on enzymes have shown that the suspected organisms in most cases are in fact metabolically active.»

To scientists it is not only important to know where microbial life exists, it is also relevant to know about changes over time. Here they were lucky: First sampling in April 2015 occurred shortly after an unexpected rain event. The moisture had positive effects on life and activity in the desert. This is documented in samples taken and analysed in the following years in February 2016 and January 2017.

«We can clearly show that some time after a precipitation event, the abundance and biological activity of microorganisms decreases», says Wagner. But the organisms, which are predominantly bacteria, do not completely die off. According to the authors, single-celled organisms are found mainly in the deeper layers of the Atacama Desert where they have formed active communities for millions of years and have evolved to cope with the harsh conditions.

The findings from the South American desert are very useful for the question of life on other planets, especially in relation to Mars. Martian climate was initially humid, rivers and lakes had existed before the desertification began. No rain can fall from the thin Martian atmosphere today but liquid water can be present near the surface due to nightly snowfall.

Additionally, there is fog and on some slopes also salty brines, which sporadically flow down and thus provide fluids. However, the exposure to hard radiation at the surface is much greater than on Earth. Based on the results of the study, the authors come to the conclusion: If life ever evolved on Mars in the past, under better conditions, it could have endured the transition to hyper-arid conditions and perhaps even be found in subsurface niches today.

Research Report: A Transitory Microbial Habitat in the Hyperarid Atacama Desert, Dirk Schulze-Makuch, Dirk Wagner, Samuel Kounaves et al., PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1714341115