Miércoles, 26 noviembre 2014

Biología

Ecosistema caribeño exótico que podría tener un equivalente en una luna del planeta Júpiter

Un raro ecosistema submarino ubicado frente a la costa occidental de Cuba y caracterizado por una simbiosis llamativa entre bacterias y crustáceos, y por la conducta también singular de estos últimos, demuestra la viabilidad de tal sistema, en unas condiciones similares a las que podrían existir en el océano subterráneo de Europa, un satélite de Júpiter.

Este ecosistema extraño reside en uno de los campos de fumarolas volcánicas submarinas más profundos del mundo, cuyo descubrimiento data tan solo de 2009. Allí, diminutos crustáceos, de la especie Rimicaris hybisae, se apilan unos sobre otros, capa sobre capa, arrastrándose sobre las chimeneas de roca que expelen agua caliente. Las bacterias dentro de las bocas y otras partes de los crustáceos producen materia orgánica que alimenta a estos animales. Esta es pues la fuente principal de alimentación de dichos crustáceos, aunque se tiene constancia de que a veces practican también el canibalismo.

Las bacterias de las fumarolas pueden prosperar en un ambiente extremo como este gracias a la quimiosíntesis, un proceso que no requiere luz solar y que implica a organismos obteniendo energía de las reacciones químicas. En este caso, las bacterias usan sulfuro de hidrógeno, una sustancia abundante en las fumarolas, para fabricar materia orgánica. Las temperaturas en las fumarolas pueden subir hasta unos abrasadores 400 grados centígrados (unos 750 grados Fahrenheit), pero las aguas a poco más de un par de centímetros (una pulgada) de distancia son lo bastante frías para permitirles a los crustáceos su estancia allí. Estos animales son ciegos, pero poseen receptores térmicos en la parte trasera de sus cabezas.

En concentraciones altas, el sulfuro de hidrógeno es tóxico para los organismos, pero las bacterias que alimentan a los crustáceos necesitan una cierta cantidad de esta sustancia para sobrevivir. La naturaleza ha encontrado una solución para el dilema: La posición de los crustáceos justo en la frontera entre el agua oceánica normal y oxigenada, y el agua rica en sulfuro, de manera que ellos y las bacterias puedan coexistir en armonía.

Chris German, del Instituto Oceanográfico de Woods Hole (WHOI) en Massachusetts, Max Coleman, del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California, y Cindy Van Dover, de la Universidad Duke en Durham, Carolina del Norte, todas estas instituciones en Estados Unidos, figuran entre quienes han estado investigando este exótico ecosistema. Sus implicaciones para la astrobiología han sido lo bastante claras como para merecer financiación de la NASA.

Aglomeración notable de individuos de Rimicaris hybisae. (Foto: Chris German, WHOI/NSF, NASA/ROV Jason ©2012 Woods Hole Oceanographic Institution)

El objetivo general de esta línea de investigación es ver cuánta vida o biomasa puede ser mantenida por la energía química de las fumarolas hidrotermales.

El descubrimiento de las fumarolas hidrotermales del fondo oceánico en 1977 rompió muchos dogmas sobre la vida. Se demostró que en la oscuridad perpetua del fondo del mar es factible la existencia estable de ecosistemas bastante complejos sostenidos por tales fumarolas y basados en el uso de la energía química para producir nutrientes, en vez de la energía de la luz solar utilizada por la mayoría de los vegetales y que es la base esencial de los ecosistemas en la superficie.

Las fumarolas hidrotermales se forman en el lecho oceánico debido al movimiento de las placas tectónicas. Donde el fondo del mar se vuelve delgado, el magma caliente bajo la corteza crea una hendidura de la que brota agua calentada por los procesos geotérmicos, que alcanza temperaturas capaces de superar los 400 grados centígrados.

En los últimos años está cobrando cada vez más fuerza en la comunidad científica la creencia de que la vida en la Tierra se inició en fumarolas hidrotermales del fondo del mar. Por tanto, los ecosistemas como el investigado frente a Cuba podrían aportar pistas sobre cómo surgieron las primeras formas de vida en nuestro planeta. También permiten vislumbrar las características básicas de eventuales ecosistemas de este tipo en lugares extraterrestres con ciertas similitudes ambientales, como por ejemplo el océano subterráneo de la luna Europa.

La vida microbiana es la más simple, y por tanto la que más probabilidades tiene de existir en cualquier lugar, como por ejemplo la luna Europa. En cuanto a si podría existir en Europa vida más compleja, y concretamente un animal como el Rimicaris hybisae, ello depende mucho de la cantidad real de energía que sea liberada allí, a través por ejemplo de fumarolas hidrotermales, tal como apunta Emma Versteegh, investigadora del JPL.

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