Científicos liderados por la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) han descubierto rocas antiguas que albergan vida fosilizada debajo del lecho marino.

Esta nueva evidencia de vida, detallada en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', estaba en muestras de rocas perforadas del manto de la Tierra, empujadas por fuerzas tectónicas al fondo marino durante el periodo Cretácico Temprano.

El descubrimiento confirma una hipótesis de hace muchos años de que las interacciones entre las rocas del manto y el agua de mar pueden crear el potencial necesario para albergar vida, incluso en rocas duras profundas por debajo del fondo del océano. Los microbios fosilizados son probablemente los mismos que los que se encuentran en el campo hidrotermal de Ciudad Perdida, en el océano Atlántico, proporcionando pistas potencialmente importantes sobre las condiciones que sustentan la vida 'intraterrenos' (bajo tierra) en las rocas por debajo del lecho marino.

"Inicialmente, estábamos buscando cómo el agua de mar interactúa con las rocas del manto y cómo ese proceso genera hidrógeno --relata Frieder Klein, científico asociado en WHOI y autor principal del estudio--. Pero durante nuestro análisis de las muestras de rocas, descubrimos inclusiones ricas en materia orgánica que contenían lípidos, proteínas y aminoácidos --los bloques de construcción de la vida-- momificados en los minerales de los alrededores".

Este estudio, que fue un esfuerzo de colaboración entre Klein, los científicos de WHOI Susan Humphris, Weifu Guo y Guillermo Orsi, Esther Schwarzenbach, de Virginia Tech, y Florencia Schubotz, de la Universidad de Bremen, se centró en las rocas del manto que originalmente estuvieron expuestas al agua de mar hace unos 125 millones de años, cuando una gran grieta dividió el supercontinente masivo conocido como Pangea. La grieta, que eventualmente se convirtió en el Océano Atlántico, tiró de las rocas del manto del interior de la Tierra hacia el fondo del mar, donde se sometieron a reacciones químicas con el agua de mar, transformando el agua de mar en un fluido hidrotermal.

"El fluido hidrotermal probablemente tenía un pH alto y los receptores de carbono y electrones se agotaron --describe Klein--. Estas condiciones químicas extremas pueden ser un reto para los microbios. Sin embargo, el fluido hidrotermal contenía hidrógeno y metano y el agua de mar posee carbono disuelto y receptores de electrones. Así que cuando se mezclan los dos en las proporciones adecuadas, pueden darse los ingredientes para albergar vida".

Según el doctor Everett Shock, profesor de la Escuela de Ciencias de la Tierra y de Exploración de la Universidad Estatal de Arizona, en Estados Unidos, el estudio pone de relieve la influencia que los principales procesos geológicos pueden tener sobre la perspectiva de vida. "Esta investigación realiza la conexión de todo el camino desde la convección del manto a la ruptura de los continentes para proporcionar, en última instancia, opciones geoquímicas para la microbiología", apunta Shock.

Muestras de España y Portugal

Las muestras de rocas analizadas en el estudio fueron perforadas originalmente del margen continental ibérico en el litoral de España y Portugal en 1993. Durante la expedición a bordo del buque de investigación 'JOIDES Resolution', operado por el Programa de Perforación Oceánica (ODP, por sus siglas en inglés), investigadores perforaron a través de 690 metros de barro y sedimentos depositados en el fondo del océano para llegar al antiguo fondo marino creado durante la ruptura del supercontinente Pangea y la apertura del Océano Atlántico.

Las muestras de perforación habían sido almacenadas en depósitos centrales a temperatura ambiente durante más de dos décadas, antes de que Klein y sus colegas comenzaran su investigación y descubrieran los restos fosilizados de microbios.

"Las colonias de bacterias y arqueas se alimentaban de una mezcla de fluido de agua de mar hidrotermal y quedaron sumidas en los minerales que crecen en la roca fracturada", revela Klein. "Esto los mantuvo completamente aislados del medio ambiente. Los minerales demostraron ser los contenedores de almacenamiento final de estos organismos, preservando sus lípidos y proteínas durante más de cien millones de años", agrega.

"Es emocionante que el equipo de investigación fuera capaz de volver atrás y examinar muestras que se habían recogido hace años por otras razones y encontrara nuevos descubrimientos -celebra Shock--. Siempre habrá nuevas perforaciones, pero este estudio plantea la posibilidad de que haya mucho más allá en las muestras existentes que podrían ser analizadas".

En el laboratorio, las muestras de la roca interior se extrajeron desde el exterior del núcleo de perforación almacenado bajo condiciones no estériles. Así, Klein y sus colegas realizaron una serie de medidas cuidadosas para asegurar que la integridad del interior de la muestra no se vio comprometida y luego analizaron las rocas con microscopios de alta resolución, un espectrómetro confocal Raman y una gama de técnicas isotópicas.

Un posible vínculo con la ciudad perdida

Aunque la espectroscopia Raman permitió a Klein verificar la presencia de aminoácidos, proteínas y lípidos en las muestras, no proporcionó suficiente información detallada para correlacionarlas con otros sistemas hidrotermales. Los lípidos son de particular interés para Klein, ya que tienden a estar mejor conservados en largas escalas de tiempo y se han estudiado en una amplia gama de ambientes del fondo marino. Esto llevó a Klein a pedir a Schubotz, un experto en análisis de biomarcadores lípidos en la Universidad de Bremen, si podía desentrañar más información sobre los lípidos de estas antiguas rocas.

Schubotz analizó los lípidos a través de un avanzado sistema de cromatografía líquida basada en espectrómetro de masas para separar e identificar sus componentes bioquímicos. El análisis llevó a un destacable descubrimiento: los lípidos del margen ibérico coinciden con los del campo hidrotermal de la Ciudad Perdida, que fue descubierto en 2000 en la Cordillera del Atlántico Medio durante una expedición a bordo del buque de investigación 'Atlantis' operado por WHOI.

Los investigadores creen que la Ciudad Perdida es un análogo de hoy en día de los sistemas hidrotermales antiguos en la Tierra primitiva, donde puede haber surgido la vida. "Fue fascinante encontrar estas sustancias biológicas particulares --que anteriormente se habían hallado solamente en el campo hidrotermal de Ciudad Perdida y respiraderos fríos-- en rocas por debajo del lecho marino, donde la vida es un gran reto".

Según Klein, la confirmación de que la vida es posible en las rocas del manto profundo por debajo del fondo marino puede tener implicaciones importantes para entender la vida del subsuelo marino a través de una amplia gama de ambientes geológicos. El estudio refuerza la idea de que la vida surge en cualquier lugar donde haya agua, incluso en ambientes geológicos aparentemente hostiles.

Pero Klein sostiene que aunque los científicos han entendido desde hace tiempo muchas de las fuerzas que impulsan la vida microbiana en el fondo marino, todavía hay una gran incertidumbre a la hora de entender los procesos biogeoquímicos que ocurren en el sótano oceánico.

"En el futuro, trataremos de aprender más acerca de estos microorganismos en particular y qué condiciones ambientales había en la zona mixta en ese lugar. También queremos ir a diferentes lugares en los que creemos que se produjeron procesos similares, como a lo largo del margen de Terranova, y analizar las muestras para ver si encontramos señas similares", concluye.