El secreto de cómo las células crean ‘oxígeno oscuro’ sin luz – PieEduNews

Versión original ~ De esta historia apareció en Revista Quanta.

Los científicos se han dado cuenta de que el suelo y las rocas bajo nuestros pies contienen una vasta biosfera, casi el doble del volumen de los océanos del mundo. Se sabe poco sobre estos organismos subterráneos, que constituyen la mayor parte de la masa microbiana de la Tierra y cuya diversidad puede exceder la de la vida en la superficie. Su existencia conlleva un gran misterio. Los investigadores a menudo han asumido que muchas de las regiones subterráneas son zonas muertas pobres en oxígeno, donde sólo los microorganismos primitivos mantienen el metabolismo y buscan trazas de nutrientes. A medida que estos recursos se agotaron, se pensó que los ambientes subterráneos deberían volverse más profundos y sin vida.

En un nuevo estudio publicado en junio Comunicaciones de la naturaleza, los investigadores han presentado evidencia que desafía esta suposición. En un depósito de agua subterránea a 200 metros debajo de un campo de combustibles fósiles en Alberta, Canadá, los investigadores han descubierto una gran cantidad de microorganismos que producen cantidades inesperadamente grandes de oxígeno incluso en ausencia de luz. Los microbios producen y liberan tanto de lo que los investigadores llaman “oxígeno oscuro” que es como descubrir “la escala de oxígeno de la fotosíntesis en la selva amazónica”, dijo Karen Lloyd, microbióloga clandestina de la Universidad de Tennessee. Parte del estudio. La cantidad de gas que se difunde fuera de las células es tan grande que parece crear un entorno favorable para las formas de vida dependientes del oxígeno en las aguas subterráneas y los estratos circundantes.

“Se trata de una investigación innovadora”, afirmó Barbara Sherwood Lollar, geoquímica de la Universidad de Toronto que no participó en el estudio. Investigaciones anteriores a menudo han investigado los mecanismos que pueden producir hidrógeno y otras moléculas esenciales necesarias para la vida subterránea, pero se ha pasado por alto la producción de moléculas que contienen oxígeno porque se consumen muy rápidamente en ambientes subterráneos. Hasta ahora, “no ha habido ningún estudio que lo haya reunido todo de esta manera”, dijo.

Un nuevo estudio analizó los acuíferos profundos de Alberta, Canadá. La región es rica en alquitrán subterráneo, arenas bituminosas e hidrocarburos y se la llama “el Texas de Canadá”. Debido a que las grandes industrias ganaderas y agrícolas dependen en gran medida del agua subterránea, el estado monitorea activamente la acidez y la composición química del agua. Sin embargo, nadie había estudiado sistemáticamente la microbiología de las aguas subterráneas.

Cuando Emil Ruff comenzó su formación postdoctoral en microbiología en la Universidad de Calgary en 2015, realizar este tipo de investigaciones parecía “un logro fácil”. Lo que no sabía era que esta investigación aparentemente sencilla lo agobiaría durante los próximos seis años.

abismo lleno de gente

Ruff y sus colegas recolectaron agua subterránea de 95 pozos en Alberta y luego comenzaron a realizar exámenes microscópicos básicos. Teñiron células microbianas en muestras de agua subterránea con tintes de ácido nucleico y contaron su número utilizando un microscopio de fluorescencia. Al datar radiométricamente la materia orgánica de las muestras y confirmar la profundidad a la que fueron recolectadas, los investigadores pudieron determinar la edad de los acuíferos de agua subterránea de los que tomaron muestras.

El patrón de números los desconcertó. Por ejemplo, al examinar los sedimentos del fondo marino, los científicos suelen descubrir que el número de células microbianas disminuye con la profundidad. Es posible que las muestras más antiguas y profundas no alberguen tanta vida porque están más aisladas de los nutrientes producidos por las plantas fotosintéticas. y algas cerca de la superficie. Pero el equipo de Ruff descubrió sorprendentemente que el agua subterránea más antigua y más profunda contenía más células que el agua dulce.

Luego, los investigadores comenzaron a utilizar herramientas moleculares para identificar los microorganismos en las muestras buscando sus genes marcadores reveladores. Muchas de ellas eran arqueas metanogénicas, simples microorganismos unicelulares que producen metano después de consumir hidrógeno y carbono que se filtran de las rocas o de la materia orgánica en descomposición. También había muchas bacterias que se alimentaban del metano y los minerales del agua.