¿Estás buscando vida en Marte? Comience con microbios en la Antártida

Los investigadores esperan que los microbios de tres mil años que han luchado con las condiciones más duras puedan enseñarnos más sobre la supervivencia.

En diciembre de 2016, Sarah Stewart Johnson voló desde la estación McMurdo, el puesto científico estadounidense frente a la costa de la Antártida, a orillas del lago Vanda en medio de valles secos, el desierto más seco del mundo. Johnson, profesor asistente de ciencia planetaria en la Universidad de Georgetown en Washington, DC, estaba buscando microbios antiguos: criaturas simples que alguna vez vivieron y prosperaron en esta remota región. Pero esto no fue solo una expedición de recolección. Johnson y su equipo buscaban el secreto de la vida misma.

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“La Antártida es el lugar perfecto para investigar algunas de las cuestiones fundamentales sobre la persistencia de la vida”, dice Johnson. “Para mí, esta fue realmente la gran atracción: ir a uno de los lugares más marginales de la Tierra y descubrir, cuando los microbios son realmente llevados al límite, cómo sobreviven”. Al responder a esta pregunta, esperaba desbloquear una nueva comprensión de la vida, tanto en la Tierra como quizás en otros lugares.

Llamar de forma remota a Lake Vanda es quedarse corto. Desde la ciudad más cercana, Christchurch en Nueva Zelanda, hay un vuelo de siete horas, una hora en automóvil y un viaje en helicóptero de 45 minutos. Está rodeado de montañas, que a su vez impiden que los glaciares invasores se muevan a través del valle. Los vientos, que alcanzan una velocidad de 320 km / h, se calientan por la fricción del suelo a medida que pasan, derritiéndose, evaporando y soplando la mayor parte de la humedad. Esto deja solo grava y un lago tan pequeño que tiene diez veces la salinidad del agua de mar común. Aun así, está cubierto de hielo de cuatro metros de espesor durante gran parte del año.

No siempre fue así. Hace tres mil años, el lago era mucho más profundo, llegaba más alto en el valle y estaba lleno de microbios. A medida que retrocedía, el sedimento del lecho del lago que contenía estos microbios quedó expuesto al aire. El colchón de microbios se secó y con el tiempo quedó cubierto por una pulgada de grava arrastrada por el viento. Pensarías que no es un buen lugar para ser un microbio común estar en un lago. Sin embargo, cuando el equipo de Johnson miró, el colchón aún estaba muy intacto, como si se hubiera curado durante esos miles de años secos. Las células habían sobrevivido durante una enorme cantidad de tiempo. Pero la pregunta era, ¿cómo?

Una teoría sugirió que las células pasaron a un estado inactivo. Según Johnson, “cierran y detienen cualquier actividad metabólica y, en principio, esperan hasta que las condiciones vuelvan a un estado más indulgente”. Pero si ese fuera el caso, con el tiempo, el medio ambiente se habría visto afectado y las células se habrían dañado, eventualmente sin reparar. Eso no había sucedido. Entonces Johnson comenzó a analizar otra hipótesis de que las células permanecían en la vida metabólica a un nivel muy bajo y continuaban reparándose a sí mismas.

“Una de las preguntas que queríamos hacernos era: ¿durante qué período de tiempo deberíamos ver el sueño como favorecido, en comparación con algo que mantiene un nivel muy bajo de actividad metabólica, al menos lo suficiente para reparar su genoma para que no se dañe más allá? reparar? ” Johnson dice. Pero para hacer esto, fue necesario comprender la genética detrás de esta capacidad de permanecer “solo con vida”. ¿Qué los hizo tan duros en el ADN de estos microbios? Anteriormente, eso hubiera sido imposible.

Por primera vez, los investigadores en el hielo estaban equipados con secuenciadores de ADN de bolsillo, MinION MK 1B fabricado por la compañía británica Oxford Nanopore, para probar la secuencia de microbios allí mismo en el hielo, enviando no muestras, sino datos. Para que algo sobreviva en un entorno tan duro, significa que los microbios han evolucionado para producir bioquímicos en el interior que pueden brindar protección. Estos productos químicos se denominan metabolitos secundarios y son muy útiles para la humanidad. Un grupo es la base de los antibióticos modernos, por ejemplo.

La secuenciación del ADN de organismos que se pueden encontrar prosperando en lugares difíciles permite a los científicos agregar no solo al gran catálogo de seres vivos, sino también al catálogo de genes que se sabe que producen metabolitos secundarios útiles.

Además, la secuenciación de especies in situ es importante porque, en muchos sentidos, permite la reaparición de la biología de aventuras de la vieja escuela. Donde los botánicos victorianos viajaban a, digamos, el Himalaya oriental para traer de vuelta orquídeas raras, los genetistas de hoy viajan ahora a lugares extremos para traer de vuelta genes.

Pero Johnson, como profesor asistente de ciencia planetaria de Georgetown, tiene otra razón para estudiar los microbios que pueden existir en entornos hostiles, algo aún más aventurero que las expediciones en busca de genética extrema: la vida en Marte. “Los microbios son la gran historia de la Antártida”, explica. “Este es el lugar más similar de Marte en la Tierra”.

Esto es importante porque existe la posibilidad de que los microbios que encontramos en la Tierra alguna vez vivieran en Marte. En un momento en que el planeta rojo tenía agua corriente, las rocas de ambos planetas chocaron entre sí como resultado del impacto del asteroide. Debido a que podemos estar seguros de que el tráfico de rocas fue en ambas direcciones, es posible que la vida microbiana lo acompañara.

En Marte, la vida debe haber sobrevivido incluso después de que el agua del planeta se evaporara o se congelara. En la Antártida (y durante un período de tiempo mucho más corto), esto puede ser posible. Quizás enterrado bajo una grava marciana, hay algo similar esperando ser encontrado.

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