Científicos han descubierto un nuevo filo de microbios en la Zona Crítica de la Tierra, una zona de suelo profundo que restaura la calidad del agua.
por la Universidad Estatal de Michigan
El agua subterránea, que se convierte en agua potable, pasa por donde viven estos microbios y estos consumen los contaminantes restantes. El artículo, «Diversificación, adaptación de nicho y evolución de un filo candidato que prospera en la Zona Crítica profunda», se publica en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Leonardo da Vinci dijo una vez: «Sabemos más sobre el movimiento de los cuerpos celestes que sobre el suelo bajo nuestros pies». James Tiedje, experto en microbiología de la Universidad Estatal de Michigan, coincide con da Vinci. Pero su objetivo es cambiar esto mediante su trabajo en la Zona Crítica, parte de la dinámica «piel viva» de la Tierra.
«La Zona Crítica se extiende desde las copas de los árboles hasta el suelo, atravesando el suelo, hasta profundidades de hasta 213 metros», afirmó Tiedje. «Esta zona sustenta la mayor parte de la vida en el planeta, ya que regula procesos esenciales como la formación del suelo , el ciclo del agua y el ciclo de los nutrientes , vitales para la producción de alimentos, la calidad del agua y la salud de los ecosistemas. A pesar de su importancia, la Zona Crítica profunda representa una nueva frontera, ya que constituye una parte importante de la Tierra relativamente inexplorada».
Lo que encontraron los investigadores en las capas profundas de la Zona Crítica
Tiedje, profesor emérito distinguido de la Universidad del Departamento de Microbiología, Genética e Inmunología de la MSU y del Departamento de Ciencias Vegetales, del Suelo y Microbianas, descubrió en este enorme e inexplorado mundo microbiano un filo o categoría primaria de microbio completamente diferente llamado CSP1-3.
Este nuevo filo se identificó en muestras de suelo de Iowa y China a profundidades de hasta 21 metros. ¿Por qué Iowa y China? Dado que estas dos áreas tienen suelos muy profundos y similares, los investigadores querían determinar si su presencia es más generalizada y no se limita a una sola zona, explicó Tiedje.
El equipo de Tiedje extrajo ADN de estos suelos profundos y descubrió que los ancestros de CSP1-3 vivieron en el agua (aguas termales y agua dulce) hace muchos millones de años. Experimentaron al menos una importante transición de hábitat para colonizar los entornos edáficos, primero la capa superficial del suelo y, posteriormente, los suelos profundos, durante su historia evolutiva.
Tiedje también descubrió que los microbios estaban activos. «La mayoría de la gente pensaría que estos organismos son como esporas o que están latentes», dijo. «Pero uno de los hallazgos clave que obtuvimos al examinar su ADN es que estos microbios están activos y crecen lentamente».
Tiedje también se sorprendió al descubrir que estos microbios no eran miembros raros de la comunidad, sino que eran dominantes; en algunos casos constituían el 50% o más de la comunidad, lo que nunca ocurre en los suelos superficiales.
«Creo que esto ocurrió porque el suelo profundo es un entorno muy diferente, y este grupo de organismos ha evolucionado durante un largo período de tiempo para adaptarse a este entorno de suelo empobrecido», añadió Tiedje.
Cómo los microbios purifican el agua
El suelo es el mayor filtro de agua de nuestro planeta. Cuando el agua pasa a través del suelo, se purifica mediante procesos físicos, químicos y biológicos. El suelo superficial, donde residen la mayoría de las raíces de las plantas, suele ser un volumen muy pequeño por el que el agua de lluvia pasa rápidamente. Pero el suelo profundo tiene un volumen mucho mayor. Aquí es donde el CSP1-3 resulta de gran ayuda. Se alimentan del carbono y el nitrógeno que se arrastran desde la capa superficial del suelo para completar el proceso de purificación.
«Los CSP1-3 son los carroñeros que limpian lo que ha penetrado la capa superficial del suelo», dijo Tiedje. «Tienen una función que cumplir».
¿Que sigue?
El siguiente paso, dijo Tiedje, es cultivar algunos de estos microbios en el laboratorio. Si crecen, podremos aprender más sobre sus fisiologías únicas, que les permiten prosperar en este entorno de suelo profundo. Esto no es fácil. La mayor parte del mundo microbiano no se cultiva debido a la dificultad de replicar las condiciones en las que viven y crecen.
Por ejemplo, dado que los ancestros de CSP1-3 vivían en aguas termales , el laboratorio de Tiedje está intentando cultivarlos a altas temperaturas como un ejemplo de prueba de nuevas condiciones de crecimiento basadas en la información de sus genomas.
Pero si alguien puede hacerlo, ése es Tiedje, ya que también descubrió microbios que pueden declorar compuestos clorados.
«La fisiología de CSP1-3, determinada por su bioquímica, es diferente, por lo que podría contener genes interesantes para otros fines», afirmó. «Por ejemplo, desconocemos su capacidad para metabolizar contaminantes resistentes y, si pudiéramos averiguarlo, podríamos ayudar a resolver uno de los problemas más acuciantes de la Tierra».
Más información: Wenlu Feng et al., Diversificación, adaptación de nicho y evolución de un filo candidato que prospera en la Zona Crítica Profunda, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2424463122
