El análisis genómico de bacterias del suelo encontró que el 90% de las cepas antárticas estudiadas no aparecía en otras regiones del planeta
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Eduardo Schmitz
Los suelos de la Antártida albergan linajes microbianos que no han sido identificados en ninguna otra parte de la Tierra. Investigadores vinculados con el Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales de la Universidad de Colorado Boulder encontraron evidencias de que determinadas bacterias del continente son endémicas y están especialmente adaptadas a sus condiciones extremas.
El equipo, dirigido por el investigador posdoctoral Nick Dragone, comparó más de 100 cepas antárticas con cerca de 500 procedentes de otros lugares. El análisis mostró que el 90% de las cepas estudiadas en la Antártida no se encontraba entre los microorganismos de otras regiones incluidos en la investigación y en las bases de datos consultadas.
Los resultados, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, amplían el concepto de biodiversidad antártica. Además de pingüinos, focas, ballenas y otras especies visibles, el continente conserva una historia biológica microscópica dentro de sus suelos.
La investigación se concentró en bacterias Arthrobacter
Los científicos estudiaron cepas pertenecientes al grupo Arthrobacter, formado por bacterias presentes en suelos de numerosas regiones, desde zonas tropicales hasta ambientes fríos y áridos. Su amplia distribución permitía examinar si los microorganismos antárticos eran semejantes a los de otros territorios o si habían seguido una trayectoria evolutiva propia.
El grupo también puede cultivarse en laboratorio, una característica necesaria para comparar su crecimiento y su resistencia bajo condiciones controladas. La investigación no evaluó toda la comunidad microbiana de la Antártida, sino un conjunto concreto de bacterias que funciona como modelo para estudiar el endemismo microscópico.
La presencia mundial de Arthrobacter no significa que todas sus cepas sean idénticas. El estudio encontró que, al observar sus genomas con mayor detalle, los linajes antárticos presentaban diferencias que los separaban de los registrados en otros continentes.
Esta distinción resulta fundamental para interpretar el hallazgo. La investigación no sostiene que el género bacteriano exista únicamente en la Antártida, sino que muchas de las cepas recuperadas allí parecen exclusivas del continente.
Compararon la Antártida con otros desiertos fríos y secos
Para determinar si las condiciones ambientales explicaban por sí solas las semejanzas entre las bacterias, el equipo incluyó muestras procedentes de regiones con climas comparables. Entre ellas figuraron la meseta tibetana, el archipiélago ártico de Svalbard y el desierto de Atacama, en Chile.
Estos territorios combinan bajas temperaturas, aridez o fuertes limitaciones para la vida, aunque ninguno reproduce exactamente el aislamiento y las condiciones del continente austral. La comparación permitió comprobar si los microorganismos de ambientes extremos compartían los mismos linajes.
Los científicos trabajaron con muestras reunidas durante décadas por diferentes equipos internacionales. Esa colaboración permitió incorporar suelos procedentes de distintos puntos de la Antártida en lugar de restringir el análisis a una sola localidad.
La conservación de esos ambientes también resulta relevante frente a la contaminación. El hallazgo de nanoplásticos en suelos remotos de la Antártida demuestra que incluso zonas aparentemente aisladas pueden recibir partículas transportadas por la atmósfera y por actividades humanas.
La secuenciación reveló una identidad genética diferenciada
La primera etapa del trabajo consistió en secuenciar los genomas de las cepas de Arthrobacter recuperadas de los suelos antárticos. Los investigadores compararon después sus características genéticas con las de bacterias obtenidas en otros lugares y con registros disponibles públicamente.
El análisis proporcionó evidencias de que aproximadamente nueve de cada diez cepas antárticas examinadas no estaban presentes en los demás conjuntos estudiados. Ese patrón respaldó la hipótesis de que el aislamiento geográfico y ambiental favoreció el desarrollo de linajes propios.
La conclusión desafía parcialmente una antigua idea de la microbiología resumida en la expresión “todo está en todas partes”. Según esa visión, el pequeño tamaño de los microorganismos y su capacidad de dispersión permitirían que las mismas formas microbianas alcanzaran prácticamente cualquier región donde existieran condiciones apropiadas.
Las bacterias pueden viajar en partículas levantadas por el viento, circular por la atmósfera o desplazarse mediante corrientes oceánicas. Sin embargo, la presencia de cepas diferenciadas en la Antártida indica que esa capacidad de movimiento no elimina necesariamente el endemismo microbiano.
El aislamiento y el clima extremo favorecieron adaptaciones propias
La Antártida constituye un territorio geográficamente aislado, con temperaturas muy bajas y una disponibilidad limitada de agua líquida. Aunque suele asociarse únicamente con hielo y nieve, gran parte del continente funciona climáticamente como un desierto por sus escasas precipitaciones.
Los microorganismos que viven en sus suelos deben soportar frío, sequedad, radiación, pocos nutrientes y largos períodos con una actividad biológica reducida. Estas presiones pueden seleccionar características distintas de las que resultan ventajosas en ambientes más templados.
En la segunda etapa de la investigación, los científicos cultivaron cepas de Arthrobacter en placas de laboratorio y reprodujeron algunas de las condiciones ambientales antárticas. Las bacterias originarias del continente crecieron generalmente con mayor lentitud, pero mostraron una resistencia elevada.
Las pruebas indicaron que las cepas no solo eran genéticamente diferentes, sino que también presentaban capacidades compatibles con una adaptación a la Antártida. El crecimiento lento puede representar una estrategia eficaz en entornos donde los recursos son escasos y las condiciones favorables aparecen durante períodos breves.
La vida microbiana del continente también ocupa hábitats muy diferentes. Un estudio sobre las comunidades microbianas situadas bajo la plataforma de hielo de Ross mostró que algunos organismos obtienen energía de compuestos inorgánicos de nitrógeno y azufre en ausencia de luz solar.
El hallazgo redefine qué significa proteger la Antártida
La conservación antártica suele centrarse en grandes animales, ecosistemas marinos, hielo y paisajes. La existencia de bacterias endémicas añade al suelo como un depósito de diversidad biológica irremplazable.
Una pequeña cantidad de terreno puede contener linajes que acumularon adaptaciones durante largos períodos. La alteración física del suelo, la contaminación o la introducción de microorganismos procedentes de otros continentes podrían modificar comunidades que aún no han sido descritas completamente.
Las actividades científicas, logísticas y turísticas necesitan medidas de bioseguridad que reduzcan el transporte accidental de tierra, semillas y microorganismos. La limpieza de equipos, calzado y materiales entre lugares ayuda a disminuir el riesgo de introducir especies ajenas.
El estudio tampoco permite calcular cuántos microorganismos exclusivos existen en todo el continente. Sus resultados se limitan a las cepas de Arthrobacter examinadas, por lo que otros grupos de bacterias, arqueas, hongos y organismos microscópicos pueden presentar patrones diferentes.
La investigación polar ofrece una referencia para comprender estos ecosistemas antes de que cambien. El análisis sobre la importancia de la actividad científica en la Antártida destaca el valor del continente para estudiar procesos naturales y respuestas ambientales en una región especialmente sensible.
Los microorganismos participan en funciones ambientales esenciales
Las bacterias del suelo intervienen en la descomposición de materia orgánica, la transformación de nutrientes y el intercambio de carbono con la atmósfera. En ambientes extremos, estos procesos pueden ser lentos, pero siguen formando parte del funcionamiento ecológico.
El papel de los microorganismos supera las regiones polares. La investigación sobre cómo los microbios del suelo regulan el carbono muestra que su actividad influye en la cantidad de materia que queda almacenada o vuelve a la atmósfera.
En la Antártida, un aumento de la temperatura o de la disponibilidad de agua puede modificar la actividad microbiana y la composición de las comunidades. Las especies adaptadas a condiciones extremadamente frías y secas podrían competir con organismos que lleguen desde zonas más templadas o que amplíen su distribución.
El deshielo también puede exponer terrenos que permanecieron cubiertos durante largos períodos. En otras regiones polares se ha observado que la descongelación activa microorganismos capaces de liberar carbono almacenado, un proceso que conecta la microbiología del suelo con el sistema climático.
El endemismo microbiano abre nuevas preguntas científicas
Los investigadores deberán determinar si el patrón observado en Arthrobacter se repite en otros grupos. También será necesario estudiar cómo se distribuyen las cepas dentro del continente y si determinadas regiones antárticas mantienen comunidades exclusivas a una escala todavía menor.
Otra cuestión consiste en conocer cuándo se separaron estos linajes de sus parientes de otros continentes. La información genética puede aportar pistas sobre su historia evolutiva, las rutas de dispersión y el tiempo necesario para adquirir adaptaciones al frío y a la aridez.
Los resultados podrían servir además para identificar genes, enzimas y procesos metabólicos capaces de funcionar en condiciones extremas. Cualquier aplicación potencial requerirá investigaciones específicas y no se desprende automáticamente del descubrimiento de cepas endémicas.
La principal implicación ambiental es que la biodiversidad antártica resulta más amplia de lo que puede observarse a simple vista. Proteger el continente implica conservar no solo sus animales y masas de hielo, sino también los suelos donde persisten microorganismos con una historia evolutiva que no se repite en otras partes del planeta.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales
Proceedings of the National Academy of Sciences
