Los análisis genómicos de microbios del Ártico de Canadá proporcionan información sobre las formas de vida que podrían sobrevivir en Marte.
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Bajo el permafrost de Lost Hammer Spring en el Alto Ártico de Canadá hay un ambiente extremadamente salado, muy frío y casi libre de oxígeno que es más similar a ciertas regiones de Marte. Por lo tanto, si desea comprender más sobre los tipos de formas de vida que alguna vez pudieron haber existido, o aún pueden existir, en Marte, este es un lugar fantástico para buscar.
Después de una extensa búsqueda en condiciones extremadamente difíciles, los científicos de la Universidad McGill han descubierto microbios que nunca antes se habían identificado. Además, han obtenido información sobre sus metabolismos mediante el uso de técnicas genómicas de vanguardia.En un artículo reciente en The ISME Journal, los investigadores muestran por primera vez, que las comunidades microbianas descubiertas que viven en el Alto Ártico de Canadá, en condiciones correspondientes a las de Marte, pueden sobrevivir comiendo y respirando compuestos inorgánicos simples del tipo que se han detectado en Marte (como metano, sulfato, sulfuro, dióxido de carbono, y monóxido de carbono).
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Este descubrimiento es tan convincente que la Agencia Espacial Europea eligió muestras de los sedimentos superficiales de Lost Hammer para probar las capacidades de detección de vida del equipo que se utilizará en la próxima Misión ExoMars.
Desarrollando un plan para la vida en Marte
Lost Hammer Spring, en Nunavut, en el Alto Ártico de Canadá, es uno de los manantiales terrestres más salados y fríos descubiertos hasta la fecha. El agua que viaja a través de 600 metros (2000 pies) de permafrost a la superficie es extremadamente salada (~ 24% de salinidad), perennemente a temperaturas bajo cero (~ -5 ° C / 23 ° F), y casi no contiene oxígeno (<1 ppm de oxígeno disuelto). Las concentraciones extremadamente altas de sal evitan que el manantial Lost Hammer se congele, lo que le permite mantener un hábitat de agua líquida incluso a temperaturas bajo cero. Estas condiciones son análogas a las encontradas en ciertas regiones de Marte, donde se han observado depósitos de sal generalizados y posibles manantiales de sal fríos. Si bien investigaciones anteriores han mostrado evidencia de microbios en este tipo de ambiente similar al de Marte, este es uno de los pocos estudios que encuentran microbios vivos y activos.
Los microbios tomados de sedimentos superficiales cerca de Lost Hammer Spring, Canadá, a unos 900 km al sur del Polo Norte, podrían proporcionar un modelo para el tipo de formas de vida que alguna vez pudieron haber existido, o aún pueden existir, en Marte.
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Para obtener información sobre el tipo de formas de vida que podrían existir en Marte, los investigadores utilizaron herramientas genómicas de última generación y métodos de microbiología unicelular para identificar y caracterizar una comunidad microbiana novedosa y, lo que es más importante, una comunidad microbiana activa en esta primavera única. Encontrar los microbios y luego secuenciar su ADN y ARNm no fue una tarea fácil. El equipo de científicos de la Universidad McGill fue dirigido por Lyle Whyte del Departamento de Ciencias de los Recursos Naturales.
Se necesita una forma de vida inusual para sobrevivir en condiciones difíciles
“Tomó un par de años de trabajo con el sedimento antes de que pudiéramos detectar con éxito las comunidades microbianas activas”, explica Elisse Magnuson, estudiante de doctorado en el laboratorio de Whyte, y la primera autora del artículo. “La salinidad del medio ambiente interfiere tanto con la extracción como con la secuenciación de los microbios, por lo que cuando pudimos encontrar evidencia de comunidades microbianas activas, fue una experiencia muy satisfactoria”.
El equipo aisló y secuenció el ADN de la comunidad de primavera, lo que les permitió reconstruir genomas de aproximadamente 110 microorganismos, la mayoría de los cuales nunca se habían visto antes. Estos genomas han permitido al equipo determinar cómo tales criaturas sobreviven y prosperan en este entorno extremo único, actuando como planos para posibles formas de vida en entornos similares. A través de la secuenciación de ARNm, el equipo pudo identificar genes activos en los genomas y esencialmente identificar algunos microbios muy inusuales que metabolizan activamente en el ambiente extremo de primavera.
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No hay necesidad de material orgánico para mantener la vida
“Los microbios que encontramos y describimos en Lost Hammer Spring son sorprendentes, porque, a diferencia de otros microorganismos, no dependen de material orgánico u oxígeno para vivir”, agrega Whyte. “En cambio, sobreviven comiendo y respirando compuestos inorgánicos simples como metano, sulfuros, sulfato, monóxido de carbono y dióxido de carbono, todos los cuales se encuentran en Marte. También pueden fijar el dióxido de carbono y los gases de nitrógeno de la atmósfera, todo lo cual los hace altamente adaptados para sobrevivir y prosperar en ambientes muy extremos en la Tierra y más allá”.
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Los próximos pasos en la investigación serán cultivar y caracterizar aún más a los miembros más abundantes y activos de este extraño ecosistema microbiano, para comprender mejor por qué y cómo están prosperando en el muy frío, salado y fango de la Fuente del Martillo Perdido. Los investigadores esperan que esto, a su vez, ayude en la interpretación de los emocionantes pero enigmáticos isótopos de azufre y carbono que se obtuvieron muy recientemente del Rover Curiosity de la NASA en el cráter Gale en Marte.
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Referencia: “Active lithoautotrophic and methane-oxidizing microbial community in anoxyc, sub-zero, and hypersaline High Arctic spring” por Elisse Magnuson, Ianina Altshuler, Miguel Á. Fernández-Martínez, Ya-Jou Chen, Catherine Maggiori, Jacqueline Goordial y Lyle G. Whyte, 8 de abril de 2022, The ISME Journal. DOI: 10.1038/s41396-022-01233-8
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