Antártida: hallan suelos que parecen no contener vida

Por primera vez, un equipo de científicos ha revelado que existen suelos en la superficie terrestre que parecen no albergar ninguna forma de vida. Los suelos proceden de dos crestas rocosas azotadas por el viento ubicadas en el interior de la Antártida, a 480 kilómetros del Polo Sur, donde las montañas se abren paso entre hielo de miles de metros de espesor.

"Siempre se ha dicho que los microbios son muy resistentes, que pueden vivir en cualquier lugar", comenta Noah Fierer, ecólogo microbiano de la Universidad de Colorado, Boulder, director del equipo que investigó los suelos. De hecho, se han encontrado organismos unicelulares vivos en fuentes hidrotermales a más de 90°C, en lagos incrustados debajo de 800 metros de hielo en la Antártida, e incluso organismos que prosperan a 36 kilómetros en la estratosfera de la Tierra. Sin embargo, Fierer y su estudiante de doctorado Nicholas Dragone todavía no han hallado ninguna señal de vida en algunos de los suelos antárticos de los que tomaron muestras.

Fierer y Dragone estudiaron suelos de 11 montañas diferentes, que representan una amplia gama de condiciones. Los de las montañas más bajas y menos frías contenían bacterias y hongos; pero en algunos de los de las dos montañas más altas, más secas y más frías, no había señales de vida.

"No podemos decir que sean estériles", dice Fierer. Los microbiólogos están acostumbrados a encontrar millones de células en una cucharadita de tierra; así que una cantidad minúscula —por ejemplo, 100 células vivas— podría evitar ser detectada. "Pero por lo que sabemos, no albergan vida microbiana".

En la búsqueda de señales de vida

Tanto si algunos de los suelos carecen de vida como si resulta que albergan unas pocas células supervivientes, este nuevo descubrimiento —publicado en la revista JGR Biogeosciences— podría ayudar a orientar la investigación para buscar vida en Marte. Los suelos antárticos están congelados de forma perpetua, saturados de sales tóxicas y no han albergado cantidades considerables de agua líquida durante casi dos millones de años, de forma similar a los suelos marcianos.

Las muestras se tomaron en enero de 2018 durante una expedición a una zona remota de las montañas Transantárticas financiada por la U.S. National Science Foundation (Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos). Estas formaciones rocosas dividen la alta meseta polar en el este del hielo bajo del oeste. Los científicos acamparon en el glaciar Shackleton, una alfombra de hielo que se extiende unos 965 km a lo largo de una grieta en las montañas. Utilizando un helicóptero, recolectaron muestras en las zonas más altas y en las zonas más bajas del glaciar.

En las montañas más cálidas y húmedas al pie del glaciar, a solo unas decenas de metros sobre el nivel del mar, hallaron suelos habitados por animales más pequeños que las semillas de sésamo: gusanos microscópicos, tardígrados de ocho patas, rotíferos con bigotes e insectos sin alas llamados colémbolos. Estos suelos arenosos y sin vegetación albergaban menos de una milésima parte del número de bacterias que se encontrarían en un césped bien cuidado, lo bastante para proporcionar sustento a las diminutas bestias que acechan bajo la superficie.

Pero a medida que los investigadores iban subiendo el glaciar y observaban el suelo de las montañas más altas, estas señales de vida de a poco iban apagándose. En el extremo superior del glaciar había dos montañas -Schroeder Hill y Roberts Massif- a más de 2.100 metros sobre el nivel del mar.

Byron Adams, biólogo de la Universidad Brigham Young de Provo, Utah, que dirigió el proyecto, recuerda que la visita a Schroeder Hill fue brutal. Aquel día de verano, la temperatura era de casi -18°C. Los vientos aullantes —que evaporan la nieve y el hielo, manteniendo las montañas sin vegetación— amenazaban constantemente con levantar y tirar la pala de jardín que habían traído para cavar. El suelo estaba salpicado de rocas volcánicas de color rojizo, picadas y pulidas por siglos de erosión eólica.

A medida que los científicos levantaban las rocas, descubrieron que su parte inferior estaba cubierta de sales blancas: cristales tóxicos de percloratos, cloratos y nitratos. Los percloratos y los cloratos son sales cáusticas y reactivas que se emplean en los combustibles para cohetes y en las lejías industriales, y que también abundan en la superficie de Marte. Las sales se habían acumulado en estas montañas antárticas resecas porque no había agua para lavarlas.

“Teníamos la sensación de estar tomando muestras en Marte”, dice Adams. Al meter la pala en el suelo, "eres consciente de que alterarás el suelo y esa modificación se mantendrá tal vez por millones de años".

Los investigadores supusieron que, incluso en estos lugares más altos y difíciles, encontrarían algunos microbios vivos atrincherados en el suelo. Pero esa expectativa empezó a desmoronarse a finales de 2018, cuando Dragone utilizó un método llamado reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para detectar ADN microbiano en la tierra. Dragone analizó 204 muestras de las montañas por encima y por debajo del glaciar. Las de las montañas más bajas y menos frías albergaban mucho ADN, pero gran parte de las muestras de las elevaciones más altas —el 20 por ciento—, incluida la mayor parte de Schroeder Hill y Roberts Massif, no contenían absolutamente nada, lo que sugiere que contenían muy pocos microbios o quizá ninguno.

"Cuando empezó a enseñarme algunos de los resultados, me dije: 'algo va mal'", dice Fierer. Pensó que debía de haber un problema con las muestras o con el equipo del laboratorio.

Dragone realizó una serie de experimentos adicionales en busca de señales de vida. Incubó los suelos con glucosa para comprobar si cualquier cosa que viviera en ellos la convertía en dióxido de carbono. Intentó detectar una sustancia química llamada ATP, empleada por toda la vida en la Tierra para almacenar energía. Y durante meses, incubó fragmentos de suelo en diversos cócteles de nutrientes, intentando persuadir a los microbios presentes para que crearan colonias.

"Nick utilizó todo lo que había en estas muestras", dice Fierer.  A pesar de todas esas pruebas, no encontró nada en algunos de los suelos. "Fue realmente sorprendente".

¿Realmente no hay ningún organismo vivo en el suelo?

Jacqueline Goordial, microbióloga ambiental de la Universidad de Guelph, en Canadá, cree que los resultados son "tentadores", sobre todo el esfuerzo de Dragone por determinar qué factores influían en la probabilidad de encontrar microbios en un lugar determinado. Descubrió que la altitud elevada y los altos niveles de cloratos eran los factores que más predecían la ausencia de vida detectable. "Es un hallazgo muy interesante", dice Goordial. "Nos dice mucho sobre los límites de la vida en la Tierra".

No está del todo convencida de que realmente no haya vida en esos suelos, en parte por su propia experiencia en otra parte de la Antártida.

Hace años, estudió los suelos de un entorno similar en las montañas Transantárticas, un lugar a 800 kilómetros al noroeste del glaciar Shackleton llamado University Valley, que probablemente no ha tenido una humedad considerable ni temperaturas de deshielo en 120.000 años. Estos suelos no mostraron señales de vida cuando los incubó durante 20 meses a -5°C, una temperatura típica de verano en ese valle. Pero cuando calentó las muestras de suelo unos pocos grados por encima del punto de congelación, varias mostraron crecimiento bacteriano.

Si estos suelos están desprovistos de vida o no depende de cómo definas "vida".

Por ejemplo, los científicos han encontrado células bacterianas vivas tras haber estado atrapadas durante miles de años en el hielo glacial. Cuando están atrapadas, las células pueden ralentizar su metabolismo un millón de veces. Entran en un estado en el que ya no crecen; simplemente se dedican a reparar los daños en el ADN que sufren a causa de los rayos cósmicos que penetran en el hielo. Goordial especula que estos "supervivientes lentos" pueden ser lo que detectó en University Valley y sospecha que, si Dragone y Fierer analizaran 10 veces más tierra, también podrían encontrarlos en el Roberts Massif o Schroeder Hill.

Un impulso para buscar vida en Marte

Brent Christner, que estudia microbios antárticos en la Universidad de Florida en Gainesville, cree que estos suelos altos y secos podrían ayudar a refinar los esfuerzos para encontrar vida en Marte.

Christner señala que las sondas Viking I y II, que aterrizaron en Marte en 1976, llevaron a cabo experimentos para detectar vida, que se basaron, en parte, en estudios realizados en suelos bajos cerca de la costa antártica (una región llamada Valles Secos). Algunos de esos suelos adquieren humedad por los deshielos del verano. Y no solo albergan microbios, sino que también pueden contener gusanos diminutos y otros animales.

Los suelos más altos y secos de Roberts Massif y Schroeder Hill, sin embargo, sí podrían utilizarse para ensayar pruebas que sirvan para futuras exploraciones a Marte.

"Las capas superiores de la superficie de Marte son muy hostiles", dice Christner. “Ningún organismo de la Tierra podría sobrevivir en esa superficie”. Toda nave espacial con destino a Marte debería ensayar primero en el lugar más desagradable que la Tierra tiene para ofrecer.