Vida en uno de los ecosistemas más extremos de la Tierra

La meseta Antártica, una vasta extensión de hielo y nieve a más de 3000 metros sobre el nivel del mar, es uno de los entornos más extremos de la Tierra. Ha registrado la temperatura más baja (89,2 grados centígrados bajo cero, aunque se estima que puede alcanzar los 93,2 bajo cero), y a la vez uno de los lugares de la Tierra con menor registro de precipitaciones y más árido. La baja temperatura y humedad absoluta, junto con la elevada radiación ultravioleta durante el verano, la escasez de agua líquida y la escasez de nutrientes, hacen de la meseta Antártica un excelente laboratorio natural para investigar los extremos de la vida en la Tierra.

“Este entorno es tal vez el mejor análogo terrestre para estudiar la posibilidad de la vida en otros mundos, como las lunas heladas Europa (Júpiter) y Encélado (Saturno), o las grandes zonas heladas del planeta Marte, lo que convierte a la meseta Antártica en un lugar idóneo para poner a punto la instrumentación con fines astrobiológicos, como el Chip Detector de Vida o LDChip (de Life Detector Chip)”, afirma el profesor Victor Parro, investigador del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA) en el Centro de Astrobiología (CAB), entidad mixta del INTA y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España todas estas instituciones.

Sin embargo, las limitaciones logísticas, el frío, la lejanía y la altitud dificultan el acceso a la meseta Antártica para realizar muestreos y estudios in situ. Se considera el último entorno virgen de la Tierra, donde el viento, como medio de transporte de las partículas que se depositan, se ha propuesto como la principal causa de entrada y distribución de vida, nutrientes, y también contaminantes. El uso de vehículos pesados, con motores de combustión, es caro, contaminante, poco eficiente y de gran complejidad logística para recorrer largas distancias. El Trineo de Viento (WindSled) ofrece unas prestaciones únicas para la exploración científica de grandes extensiones de hielo o nieve: Gran capacidad tanto para tripulación (4-5 personas) como de carga científicotécnica (más de 500 kilogramos de equipamiento), robusto (fácil de reparar), altamente versátil (montable por módulos hasta el tamaño deseado), y con cero emisiones en sus desplazamientos, tal como argumenta el explorador español Ramón Larramendi, creador y desarrollador del WindSled.

Recientemente, Larramendi, Pardo y otros han detallado la utilidad de este medio de transporte en la revista académica Nature Communications, bajo el título “Microbial biogeography along a 2578 km transect on the East Antarctic Plateau”.

Una de las más contundentes demostraciones de la valía del WindSled se hizo durante la campaña 2018-2019 a la meseta Antártica, cuando cuatro tripulantes bien entrenados recorrieron 2.538 kilómetros a través del sector Oeste de la meseta Antártica, desde las cercanías de la Estación Novolazarevskaya hasta el Domo Fuji (más de 3.500 metros de altitud). El WindSled trasladó 200 kilogramos de instrumentación científica para realizar múltiples muestreos y experimentos científicos in situ, incluyendo la detección de microorganismos mediante un inmunosensor portátil (LDChip) diseñado para la detección de vida en exploración planetaria, así como un recolector de aerosoles y de material biológico del aire, capaz de operar en las condiciones extremas de la expedición. «Este trabajo demuestra el valor y la importancia de utilizar plataformas de muestreo relativamente baratas y libres de emisiones incluso en los lugares más remotos de la Antártida, donde se carece de observaciones in situ, pero que son esenciales para comprender el cambio climático actual y predecir el futuro y sus repercusiones», afirma el profesor Paul Andrew Mayewski, director del Instituto del Cambio Climático de la Universidad de Maine, Estados Unidos, y coautor del estudio.

Paisaje de un sector de la meseta Antártica. (Foto: Kelly Brunt / United States Antarctic Program)

El hielo de la meseta Antártica representa un archivo de los eventos climáticos y atmosféricos pasados, así como de la presencia y acumulación histórica de material biológico. Hasta ahora, pocos estudios se han centrado en la microbiología de la zona más alta de la meseta Antártica, y los que lo han hecho solo han explorado la nieve superficial hasta 30 centímetros de profundidad. “Describimos el primer perfil microbiano desde el aire hasta 4 metros de profundidad en la nieve y el hielo en la meseta Antártica en tres ubicaciones significativamente distantes, descifrando las comunidades bacterianas atrapadas en la nieve y el hielo de los últimos 40-50 años. Es esta la primera vez que se recogen e identifican microorganismos del aire en la meseta Antártica”, indica el profesor Antonio Quesada, de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) en España. «No solo es la primera vez que se consiguen muestras de los microorganismos que circulan por el aire de este inmenso territorio del planeta, también es la primera vez que se emplean los nuevos recolectores y el instrumento que hemos tenido que inventar para entender su origen» explica la profesora Ana Justel, de la Universidad Autónoma de Madrid.

La combinación de frío extremo y sequedad convierten la meseta Antártica en un entorno análogo a Marte, donde la temperatura media anual en la superficie cerca del ecuador es de 58 grados centígrados bajo cero y el contenido de vapor de agua atmosférico es ínfimo. Al igual que en Marte, el agua de la meseta Antártica se encuentra físicamente en forma de hielo o de vapor, pero raramente en estado líquido. “WindSled permite adentrarse en los lugares más remotos de la Antártida y estudiar en qué condiciones puede formarse agua líquida en un desierto helado, por ejemplo, a través de la delicuescencia de ciertas sales, para entender procesos similares en Marte. Hemos mostrado que en determinados momentos a lo largo de los más de 2500 kilómetros recorridos, esos fenómenos de delicuescencia son posibles, y podrían proporcionar agua para mantener una actividad biológica mínima. Quizás fenómenos similares puedan ocurrir en algunas regiones de Marte», manifiesta Alfonso F. Davila, investigador del Centro Ames de la NASA, en California, Estados Unidos.

Los vectores de transporte, como las partículas de nieve o de hielo y los bioaerosoles arrastrados por el viento, pueden condicionar la distribución biogeográfica de la carga biológica, dependiendo de los vientos dominantes como han demostrado los autores del nuevo estudio. El uso del biochip LDChip para detectar vida o restos de ella durante la campaña permitió detectar la presencia de determinados microorganismos, entre ellos cianobacterias, en muestras de testigos de hielo. “Es una demostración más de la gran capacidad del LDChip en la búsqueda de vida en exploración planetaria”, comenta la Dra. Mercedes Moreno, investigadora del equipo SOLID-LDChip del INTA en el CAB. Una vez en el laboratorio, se aisló y cultivó una nueva especie de cianobacterias del género Gloeocapsopsis, a partir de una de las muestras de testigo de entre 3 y 4 metros de profundidad, con una edad estimada de entre 30 y 40 años. Es como “viajar en el tiempo” y rescatar material biológico, aún viable, que se depositó hace décadas. Cuanto más profunda sea la muestra, mayor será la edad. La viabilidad de los fenómenos de delicuescencia a microescala sugiere que, en determinados microambientes, por ejemplo, cristales de sal transportados desde la costa y depositados en el hielo, o aerosoles con material biológico concentrado, podría estar teniendo lugar una actividad metabólica mínima para mantener vivos algunos microorganismos.

Sin duda, el trineo de viento WindSled es una verdadera plataforma científica móvil, cero emisiones y con gran capacidad de carga y tripulación, lo que permite realizar investigaciones sin precedentes y respetuosas con el planeta en la inexplorada meseta antártica y otras grandes masas de hielo. La utilización del Trineo de Viento de forma habitual en las mesetas congeladas del mundo podría significar el acceso a ecosistemas apenas estudiados. (Fuente: CAB)