El suelo de la cordillera rocosa de la Antártida central nunca ha contenido microorganismos.
Por primera vez, los científicos han descubierto que parece no haber vida en el suelo de la superficie terrestre. El suelo proviene de dos crestas rocosas azotadas por el viento en el interior de la Antártida, a 480 kilómetros del Polo Sur, donde miles de metros de hielo penetran las montañas.
“Siempre se ha creído que los microbios eran resistentes y podían vivir en cualquier lugar”, afirma Noah Firer, ecólogo microbiano de la Universidad de Colorado en Boulder, cuyo equipo estudia el suelo. Al fin y al cabo, se han encontrado organismos unicelulares viviendo en fuentes hidrotermales con temperaturas superiores a los 93 °C, en lagos bajo 800 metros de hielo en la Antártida e incluso a 36.500 metros sobre la estratosfera terrestre. Pero tras un año de trabajo, Ferrer y su estudiante de doctorado, Nicholas Dragon, aún no han encontrado señales de vida en el suelo antártico que recolectaron.
Firer y Dragone estudiaron suelos de 11 cordilleras diferentes, que representan una amplia gama de condiciones. Los que provienen de zonas montañosas más bajas y menos frías contienen bacterias y hongos. Sin embargo, en algunas montañas de las dos cordilleras más altas, secas y frías no hay señales de vida.
“No podemos decir que sean estériles”, dijo Ferrer. Los microbiólogos están acostumbrados a encontrar millones de células en una cucharadita de tierra. Por lo tanto, una cantidad muy pequeña (por ejemplo, 100 células viables) puede pasar desapercibida. “Pero, hasta donde sabemos, no contienen ningún microorganismo”.
Ya sea que algún suelo esté realmente desprovisto de vida o que posteriormente se descubra que contiene algunas células supervivientes, nuevos hallazgos publicados recientemente en la revista JGR Biogeosciences podrían ayudar en la búsqueda de vida en Marte. El suelo antártico está permanentemente congelado, lleno de sales tóxicas y ha carecido de agua líquida durante dos millones de años, similar al suelo marciano.
Se recolectaron durante una expedición financiada por la Fundación Nacional de Ciencias en enero de 2018 a zonas remotas de las Montañas Transantárticas. Atraviesan el interior del continente, separando la alta meseta polar al este del hielo bajo al oeste. Los científicos acamparon en el glaciar Shackleton, una cinta transportadora de hielo de 96 kilómetros que fluye por un abismo en las montañas. Utilizaron helicópteros para volar a gran altitud y recolectar muestras a lo largo del glaciar.
En las cálidas y húmedas montañas al pie de un glaciar, a tan solo unos cientos de metros sobre el nivel del mar, descubrieron que el suelo estaba habitado por animales más pequeños que una semilla de sésamo: gusanos microscópicos, tardígrados de ocho patas, rotíferos y diminutos gusanos llamados colémbolos. Insectos alados. Estos suelos desnudos y arenosos contienen menos de una milésima parte de la cantidad de bacterias que se encuentra en un césped bien cuidado, suficiente para alimentar a los pequeños herbívoros que acechan bajo la superficie.
Pero estas señales de vida desaparecieron gradualmente a medida que el equipo visitaba montañas más altas en las profundidades del glaciar. En la cima del glaciar, visitaron dos montañas: el monte Schröder y el monte Roberts, que superan los 2130 metros de altitud.
Las visitas al Monte Schroeder fueron brutales, recuerda Byron Adams, biólogo de la Universidad Brigham Young en Provo, Utah, quien dirigió el proyecto. La temperatura en este día de verano roza los -18 °C. El viento aullante evaporó lentamente el hielo y la nieve, dejando las montañas desnudas, una amenaza constante para quienes levantaban y lanzaban las palas de jardín que habían traído para excavar la arena. El terreno está cubierto de rocas volcánicas rojizas que han sido erosionadas durante cientos de millones de años por el viento y la lluvia, dejándolas picadas y pulidas.
Cuando los científicos levantaron la roca, descubrieron que su base estaba cubierta por una costra de sales blancas: cristales tóxicos de perclorato, clorato y nitrato. Los percloratos y cloratos, sales corrosivas y reactivas utilizadas en combustible para cohetes y lejía industrial, también abundan en la superficie de Marte. Sin agua que pueda eliminarse, la sal se acumula en estas áridas montañas antárticas.
"Es como tomar muestras en Marte", dijo Adams. Al meter una pala, "sabes que eres el primero en remover el suelo en mucho tiempo, quizás millones de años".
Los investigadores sugirieron que incluso a altitudes tan elevadas y en las condiciones más adversas, aún encontrarían microorganismos vivos en el suelo. Sin embargo, esas expectativas comenzaron a desvanecerse a finales de 2018, cuando Dragon utilizó una técnica llamada reacción en cadena de la polimerasa (PCR) para detectar ADN microbiano en el suelo. Dragon analizó 204 muestras de montañas situadas por encima y por debajo del glaciar. Las muestras de montañas más bajas y frías arrojaron grandes cantidades de ADN; pero la mayoría de las muestras (20%) de altitudes elevadas, incluyendo la mayoría del Monte Schröder y el Macizo Roberts, no se analizaron para obtener ningún resultado, lo que indica que contenían muy pocos microorganismos o quizás ninguno.
“Cuando empezó a mostrarme los resultados, pensé: 'Algo anda mal'”, dijo Ferrell. Pensó que debía haber algún problema con la muestra o con el equipo del laboratorio.
Dragon realizó una serie de experimentos adicionales para buscar señales de vida. Trató el suelo con glucosa para ver si ciertos organismos la convertían en dióxido de carbono. Buscaba descubrir una sustancia química llamada ATP, que toda la vida en la Tierra utiliza para almacenar energía. Durante varios meses, cultivó fragmentos de suelo en diversas mezclas de nutrientes, intentando convencer a los microorganismos existentes de que se desarrollaran en colonias.
"Nick se esforzó al máximo para encontrar estas muestras", dijo Ferrell. A pesar de todas las pruebas, no encontró nada en algunos suelos. "Es realmente asombroso".
Jacqueline Gurdial, microbióloga ambiental de la Universidad de Guelph, Canadá, considera los resultados "conmovedores", especialmente los esfuerzos de Dragon por determinar qué factores influyen en la probabilidad de encontrar microorganismos en un lugar determinado. Descubrió que la altitud elevada y las altas concentraciones de clorato eran los predictores más sólidos de la imposibilidad de detectar vida. "Este es un descubrimiento muy interesante", declaró Goodyear. "Nos dice mucho sobre los límites de la vida en la Tierra".
Ella no está del todo convencida de que su suelo esté realmente sin vida, en parte debido a sus propias experiencias en otra parte de la Antártida.
Hace varios años, estudió suelos de un entorno similar en las Montañas Transantárticas, un lugar a 800 kilómetros al noroeste del glaciar Shackleton llamado Valle Universitario, que posiblemente no tuvo humedad ni temperaturas de fusión significativas durante 120.000 años. Al incubarlo durante 20 meses a -5 °C, una temperatura típica de verano en el valle, el suelo no mostró signos de vida. Sin embargo, al calentar muestras de suelo a unos pocos grados por encima del punto de congelación, algunas mostraron crecimiento bacteriano.
Por ejemplo, los científicos han descubierto que las células bacterianas permanecen vivas incluso después de miles de años en los glaciares. Al quedar atrapadas, su metabolismo puede ralentizarse un millón de veces. Entran en un estado en el que ya no crecen, sino que solo reparan el daño al ADN causado por los rayos cósmicos que penetran el hielo. Goodyear especula que estos "supervivientes lentos" podrían ser los que encontró en College Valley; sospecha que si Dragone y Firer hubieran analizado diez veces más suelo, podrían haberlos encontrado en el macizo Roberts o en la montaña Schroeder.
Brent Christner, que estudia los microbios antárticos en la Universidad de Florida en Gainesville, cree que estos suelos secos y de gran altitud podrían ayudar a mejorar la búsqueda de vida en Marte.
Señaló que las sondas Viking 1 y Viking 2, que aterrizaron en Marte en 1976, realizaron experimentos de detección de vida basados, en parte, en estudios de suelos bajos cerca de la costa de la Antártida, una región llamada los Valles Secos. Algunos de estos suelos se humedecen con el agua de deshielo en verano. Contienen no solo microorganismos, sino también, en algunos lugares, pequeños gusanos y otros animales.
Por el contrario, los suelos más altos y secos del monte Roberts y del monte Schroeder pueden proporcionar mejores terrenos de prueba para los instrumentos marcianos.
“La superficie de Marte es muy mala”, dijo Christner. “Ningún organismo terrestre puede sobrevivir en la superficie”, al menos en los primeros dos o tres centímetros y medio. Cualquier nave espacial que vaya allí en busca de vida debe estar preparada para operar en algunos de los entornos más hostiles de la Tierra.
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