En el océano oscuro y helado debajo de la plataforma de hielo más grande de la Antártida, descubrimos una jungla microbiana próspera


La Antártida representa una de las últimas fronteras para los descubrimientos en la Tierra. Nuestro enfoque está en lo que se encuentra debajo de la plataforma de hielo de Ross, la enorme cuña de hielo flotante de la Antártida que alberga la extensión más austral del Océano Antártico.


por Sergio E. Morales, Christina Hulbe, Clara Martínez- Pérez, Federico Baltar


Esta cavidad cubierta de hielo contiene un océano casi igual en volumen al Mar del Norte. Pero aquí, el hielo forma un dosel permanente e impenetrable sobre un ambiente completamente oscuro y frío (alrededor de -1,9 ℃).

Como parte de un proyecto de investigación multidisciplinario para explorar este mundo bajo el hielo, descubrimos una comunidad microbiana próspera , distinta y bien adaptada para sobrevivir sin luz y sin el material orgánico que llueve en el océano abierto .

En cambio, esta red alimentaria se basa en compuestos inorgánicos de nitrógeno y azufre como fuentes de energía química. Los microbios utilizan estas fuentes de energía alternativas para fijar el dióxido de carbono disuelto en moléculas orgánicas complejas y biomasa que, a su vez, alimentan este mundo submarino.

Nuestro descubrimiento se remonta a los primeros indicios de vida microscópica bajo el hielo, reconocidos por primera vez durante los viajes del siglo XIX de James Clark Ross, de quien se nombra tanto este océano más austral como la plataforma de hielo .

Durante los veranos entre 1840 y 1842, las tripulaciones a bordo del HMS Erebus y el HMS Terror esquivaron icebergs, manejaron vientos volubles y astillaron el rocío marino congelado de sus aparejos y cubiertas mientras avanzaban hacia el sur a través del Mar de Ross. Su objetivo era tan sencillo como el de los viajeros polinesios que los precedieron siglos antes: el descubrimiento.

En el océano oscuro y helado debajo de la plataforma de hielo más grande de la Antártida, descubrimos una jungla microbiana próspera
Los instrumentos se bajan a través de un pozo de 400 m en la plataforma de hielo de Ross para tomar muestras de la vida en el océano debajo. Crédito: Federico Baltar, CC BY-SA

El viaje de descubrimiento e investigación del Capitán Ross pretendía encontrar y explorar el límite más austral del océano. En todas partes, desde icebergs, lodo del lecho marino e incluso las entrañas de organismos más grandes, encontraron evidencia de vida microbiana. «Los restos de animálculos microscópicos […] incontables miríadas de una forma de vida orgánica completamente nueva y diminuta».

Para el capitán Ross, la vasta extensión flotante de la capa de hielo continental, ahora llamada plataforma de hielo de Ross, era una barrera que sus barcos no podían superar. Hoy en día, podemos explorar el océano más al sur, atravesando la superficie de hielo en vehículos con orugas y utilizando sistemas de perforación especialmente diseñados para perforar la capa helada de un océano en gran parte inexplorado.

Misterio de la vida bajo el hielo

En otros lugares, los ecosistemas marinos se alimentan principalmente de organismos fotosintéticos que utilizan la luz solar para convertir los nutrientes del agua en biomasa. A profundidades donde la luz del sol no llega, las partículas orgánicas que se hunden transfieren carbono y energía en un proceso conocido como bomba biológica de carbono .

Pero bajo la cubierta de la plataforma de hielo, no hay lluvia de partículas orgánicas desde arriba. Y una vez que el agua fluye hacia la cavidad oceánica bajo el hielo, puede tardar hasta cinco años en volver a ver la luz del sol. Sin embargo, cuando los científicos observaron este entorno por primera vez en 1977, encontraron microbios, anfípodos y peces.

Los métodos analíticos de la época eran limitados, dejando sin resolver la cuestión de si lo que habían encontrado constituía una red alimentaria funcional. La reciente expedición de nuestro equipo descifró el misterio de par en par.

En diciembre de 2017, como parte de un gran proyecto interdisciplinario , los perforadores de la Universidad Victoria de Wellington Te Herenga Waka utilizaron un taladro de agua caliente para derretir un pozo de 30 cm de ancho a través de la región central de 360 ​​m de espesor de la plataforma de hielo de Ross (a aproximadamente 80,7 S, 174,5 W), a unos 300 km del mar abierto. Usamos este punto de acceso único para tomar muestras de vida microbiana en la cavidad oceánica.

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Nubes bajas y niebla en el campamento del equipo en la parte superior de la plataforma de hielo de Ross. Crédito: Federico Baltar, CC BY-SA

Revelando lo que está oculto

No sabíamos cuán abundante sería la comunidad microbiana, pero esperábamos que las condiciones del océano a diferentes profundidades fueran importantes. Para asegurarnos de recolectar suficiente biomasa, bajamos una bomba de filtración alimentada por batería a través del pozo hacia el ambiente gélido que se encuentra debajo.

La recolección de muestras era un juego de espera. Trabajamos toda la noche para bombear lentamente cientos de litros de agua a través de un papel de filtro en el centro de la bomba. Cada filtración se repitió tres veces, a profundidades de 30 m, 180 m y 330 m desde la base del hielo flotante, abarcando toda la columna de agua entre la plataforma de hielo y el fondo del océano.

La cámara que contenía el papel de filtro tenía que abrirse con cuidado cada vez, ya que una fina película de agua se congelaba cuando la bomba golpeaba el aire frío. El agua líquida residual se extrajo de la bomba como una muestra de agua «fresca».

Si bien las muestras de papel de filtro se podían congelar, el agua líquida tenía que transportarse lo más rápido posible al laboratorio más cercano, a 400 km de distancia en la Base Scott. La mala visibilidad significó que no hubiera vuelos durante casi tres semanas y, finalmente, decidimos conducir, en un maratón de 24 horas, a 20 km/hora, atravesando la plataforma de hielo en un vehículo con orugas Hägglund.

Una vez de regreso a salvo en nuestros laboratorios, compartimos muestras con colegas en Austria, Nueva Zelanda, España, Australia y los EE . de dónde proviene la energía y qué hacen con ella.

En el océano oscuro y helado debajo de la plataforma de hielo más grande de la Antártida, descubrimos una jungla microbiana próspera
Celebrando el paso seguro a través de un área agrietada de la plataforma de hielo. Crédito: Federico Baltar, CC BY-SA

Nuestros esfuerzos arrojan luz sobre los microbios con una gran flexibilidad metabólica que les permite recolectar energía de múltiples fuentes y, al hacerlo, sustentar una compleja red alimenticia que vive en la oscuridad total.

La Antártida está rodeada por 1,6 millones de kilómetros cuadrados de plataformas de hielo, cada una con su propia comunidad microbiana. Juntos representan una fuente importante de energía y carbono no contabilizados.

Dondequiera que miremos, encontramos comunidades microbianas que utilizan cualquier fuente de energía disponible, creando la base para todos los ecosistemas de la Tierra. Tal como anticipó el Capitán Ross hace 180 años, comprender la vida en este sistema remoto nos ayuda a dar sentido a la vida en cualquier otro lugar de la Tierra.


Proporcionado por La Conversación

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lee el artículo original .



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