Río Tinto / Clemente Oliveros Mejías

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    Sobrevivir, una cuestión de adaptación

    Victoria López-Rodas y Eduardo Costas - 06-04-2010

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    Ahora que el presidente norteamericano Barack Obama acaba de dar un portazo a la investigación espacial con el recorte de los programas de la NASA (parece que ha decidido mirar al suelo para arreglar su economía en lugar de mirar al cielo), científicos españoles llaman a su puerta para decirle que Marte está en la provincia de Huelva.

           El Río Tinto, llamado Río de Fuego por los fenicios, alberga en su interior las claves que podrían desvelar el secreto de la vida en Marte y sus aguas nos dan las suficientes pistas de cómo se puede actuar para colonizar éste, o cualquier otro planeta. Todo gracias a las microalgas, que han demostrado una gran capacidad de adaptación a condiciones de vida extremas y de supervivencia a las glaciaciones.

           La vida tal y como la conocemos en la actualidad, o mejor dicho como la concebimos en la Tierra, fue posible gracias a la acumulación del oxígeno en la atmósfera que produjeron a lo largo de millones de años estos microorganismos que, a su vez, hizo posible la aparición de los grandes animales.

           Desde Darwin, los científicos habían asumido que la vida se adaptaba a los ambientes extremos de una manera gradual, y que se necesitaban grandes períodos de tiempo para lograrlo. Sin embargo, los estudios de campo realizados en este río, con destacada participación de científicos españoles, están cambiando muchas de estas ideas preconcebidas.

           Las aguas del Tinto representan un gran reto para la vida. De un color rojo intenso, son extremadamente ácidas (pH<2 cuando lo normal es pH = 8) y contienen enormes cantidades (>20g l-1) cuando lo tolerable normalmente son apenas unos pocos microgramos) de metales tóxicos en disolución (hierro, cobre, zinc y arsénico). Es decir, unas condiciones donde los científicos creían que sólo podían proliferar unas cuantas especies extremófilas (aquellas que viven en hábitats realmente hostiles, muy ácidas o alcalinas, con grandes cantidades de sustancias tóxicas, mucha sal o con temperaturas muy altas o muy bajas).

           Hace tres mil millones de años Marte era un lugar idóneo para la vida. Por su superficie corría abundante agua líquida. Pero bien por su pequeño tamaño (que le proporciona una baja gravedad), bien por un cataclismo (un choque contra un gran asteroide de los que habitualmente orbitan entre Marte y Júpiter) perdió la mayoría de su atmósfera y del agua de su superficie. Si en la actualidad queda algo de agua líquida en Marte, como su roja superficie es extremadamente rica en metales (justo como lo es la superficie de la Tierra en la zona donde fluye el Tinto) este agua será muy ácida y contendrá grandes cantidades de metales en disolución.

           Contrariamente a lo esperado, en el Tinto no solo hay organismos extremófilos. Los análisis de la composición del río han demostrado que en su biomasa cohabitan numerosas especies de organismos mesófilos (normales), tanto bacterianas como de microorganismos eucariotas (unicelulares), y lo más sorprendente: de manera abundante, microalgas mesófilas. Y éstos son ya organismos de gran complejidad no asociados a ambientes tan difíciles. Además, estas microalgas ofrecen un sorprendente parecido a otras que viven en hábitats digamos más favorables, lo que ha llevado a los investigadores a sugerir que la adaptación de estas algas al Río Tinto ocurrió muy rápidamente, demostrando una increíble capacidad para mutar. Pero ¿cómo? Pues de modo espontáneo. Son mutaciones que ocurren por casualidad (alrededor de 1 por cada millón de microorganismos), pero que en poblaciones tan inmensamente grandes como las de microalgas (hay cientos de millones de ellas en un solo litro), la probabilidad de que se produzcan no resulta tan rara.

           Si alguno de estos mutantes llegara al Tinto (a pesar de que el río en su nacimiento no tiene esas condiciones tan extremas), aunque nunca hubiese vivido en un ambiente similar, sobreviviría sin problema. Del mismo modo, por ejemplo, que si se consiguieran especies en laboratorio capaces de adaptarse a condiciones como las de Marte, la vida terrestre podría comenzar (¿de nuevo?) en el Planeta Rojo. Diversas evidencias recientes hacen suponer que a pesar de la baja temperatura de su atmósfera (por debajo de las que se registran actualmente en los polos) pueden existir en Marte fuentes geotérmicas que alberguen agua líquida, y con ellas el milagro de la vida posible, como ha quedado demostrado en la propia existencia de la Tierra.

     

     

    Resistencia a prueba de cataclismos

    La resistencia de las microalgas se ha hecho patente en su manera de sobrevivir a los cataclismos que han producido las extinciones en masa del planeta en diferentes épocas. La del Cretácico-Terciario, sin duda, es la más célebre porque acabó con el largo y exitoso reinado de los dinosaurios. Aunque, ni de lejos, ha sido la más catastrófica.

           Durante la era Neoproterozoica (entre 740 y 580 millones de años atrás) se produjo un gran cambio climático cuyo resultado final fue la mayor era glacial que conoció el planeta: la Bola de Nieve Terráquea (Snowball Earth). Se congelaron totalmente los océanos y el hielo alcanzó más de 100 metros de espesor, incluso en las latitudes tropicales. Aunque en esa época todavía ni los grandes animales ni las plantas superiores poblaban la tierra firme, existía una rica y diversa vida en el mar y en los ambientes acuáticos en la que estaban representadas entre otros muchos organismos, la gran mayoría de las divisiones (phylum) de algas que existen hoy en día.

           Numerosos estudios demuestran que durante la Bola de Nieve la fotosíntesis se colapsó totalmente a escala planetaria y a lo largo de decenas de millones de años. Pero inmediatamente, tras el deshielo, se produjeron gigantescas proliferaciones masivas de microalgas y cianobacterias. Con ellas se incrementó la concentración de oxígeno atmosférico y se dio continuidad al ciclo evolutivo que acabó, entre otras especies, con el nacimiento de nuestros ancestros.

           La cadena de la vida y la evolución no se rompió a pesar de la glaciación, y eso fue posible gracias, de nuevo, a la resistencia y capacidad de adaptación que han demostrado poseer las microalgas, que durante todo ese periodo que antecedió al deshielo pudieron refugiarse en oasis de agua líquida relativamente caliente en surgencias termales. 

    A pesar de que el hielo alcanzó el ecuador, la actividad geotérmica no cesó. En la región andina de la Patagonia y la Tierra de Fuego se pueden encontrar hoy en día modelos similares: fuentes termales y géiseres que mantienen verdaderos oasis de agua líquida en medio de un mar de hielo. Aunque, como ocurre con el Río Tinto, la gran mayoría de ellos son lugares inhóspitos (por su pH extremo, su elevada temperatura, o la cantidad de sustancias tóxicas que acumulan) para las algas normales. Pero bastó con una mutación en un solo gen para conseguir su adaptación a ese nuevo ambiente.

           Una mutación que en condiciones normales se va reproduciendo de manera ineficaz y, más pronto o más, tarde los mutantes son eliminados por la selección natural. Pero como la mutación es recurrente, se llega a un equilibrio entre los mutantes nuevos que van apareciendo y los que van siendo eliminados por la selección. El resultado es que en un momento dado al menos un alga de cada diez millones es capaz de sobrevivir en el ambiente extremo de un agua geotérmica extrema. No parece mucho si tenemos en cuenta que las poblaciones de algas y cianobacterias son ingentes (a veces hay varios millones de células por mililitro). Como se reproducen asexualmente, con una sola que sobreviva es suficiente para restablecer la población.

           En la difícil lotería de la supervivencia durante la Bola de Nieve del Neoproterozoico, las microalgas y las cianobacterias tenían todos los boletos para convertirse en los seres vivos elegidos que se refugiasen en las Arcas de Noé geotérmicas.

    El resto de la historia se ha escrito en los diferentes capítulos de la evolución.

     


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