Cientos de miles de años atrás la tierra coexistía con diversos animales ya extíntos, flora, microorganísmos, bacterias y virus en un medio ambiente probablemente muy diferente al que hoy habitamos, y del cual, poco sabemos. Nuestro planeta es un manto infinito de interrogantes, pero es este mismo, el que alberga pistas para poder descifrarlas y así poder entenderlo y entendernos.
En 1980 se investigaron microorganismos en el núcleo profundo de hielo Vostok, lo cual, motivó otras investigaciones posteriores relacionadas a este tema poco incursionado. En 1992 científicos tomaron una muestra del núcleo del hielo de la capa de hielo de Guliya (Noroeste de la Meseta Tibetana, China), la cual, se conservó a -5 ° en un laboratorio. Luego en 2015 se tomó una segunda muestra de núcleo de hielo de aquel lugar y se conservó de igual manera para su posterior investigación. Recientemente científicos de la Universidad Estatal de Ohio, analizaron ambos núcleos para identificar las comunidades microbianas contenidas en el hielo, y descubrieron 33 grupos de virus, algunos muy antiguos con una data estimada de 15.000 años, 28 de estos grupos son completamente desconocidos hasta ahora.
Estos informes indicaron que la biomasa microbiana es muy baja en la mayoría de las muestras de hielo glaciar, con un número estimado de células microbianas que varía de 10 2 a 10 4 células ml −1 , en comparación con la concentración de por ejemplo, 10 4 –10 6 células ml−1 en agua marina. Los microbios contenidos en el núcleo de hielo de los glaciares, sirven como una interpretación para representar a los microbios en la atmósfera en el momento de su deposición, además de sus condiciones climáticas y ambientales durante ese período de tiempo. Las bacterias dominantes tienen temperaturas de crecimiento óptimas muy por encima del punto de congelación, lo que permite con éxito su cultivo en ambientes fríos como el hielo glaciar. Los científicos aún no evidencian actividad in situ, pero algunos estudios postulan una posible actividad microbiana, ya que, se han detectado algunos gases en exceso ( CO2, CH4 y N2O ), que pueden ser producidos por metabolismos microbianos posposicionales.
Burbujas de aire congeladas en superficie glaciar. Fuente: Marcos Cole
Los virus son los componentes más numerosos de las comunidades microbianas en los océanos y pueden alterar las actividades de estas comunidades a través de la lisis. Algunos de estos virus abundantes en el hielo marino, podrían infectar a los miembros microbianos dominantes en la comunidad, modulando las adaptaciones de huésped a condiciones extremas de frío y sal. Sí consideramos estos como indicadores, entonces los virus archivados en el hielo glaciar también pueden haber infectado a los huéspedes microbianos concurrentes, antes o después de la formación del hielo.
Resultados y Decisiones
Para desarrollar un procedimiento limpio de descontaminación de la superficie y eliminar posibles contaminantes microbianos adquiridos durante la extracción, manipulación y trasporte de ambos núcleos (la muestra tomada en 1992 y la segunda tomada en 2015), y así garantizar muestras prístinas y limpias para la investigación microbiana, los expertos construyeron secciones de núcleo de hielo artificial estériles y las cubrieron con una bacteria conocida (cepa 18 Cellulophaga baltica, CBA 18), virus (fago Pseudoalteromonas PSA-HP1) y ADN libre. Al iniciar el protocolo de descontaminación, cortaron (rasparon) parte de la capa externa de cada muestra central, luego cada una de las muestras fue lavada con etanol y agua estéril, para eliminar capas externas del hielo, un total de 1,5 cm de radio del núcleo de hielo. El procedimiento de descontaminación eliminó contaminantes como bacterias, virus y ADN libre de la superficie del hielo y dejó en consecuencia, hielo limpio para su posterior análisis microbiano y viral.
Diagrama del proceso de descontaminación de los testigos glaciares
Las Muestras Difieren
Después de la descontaminación, se comparó la composición de la comunidad microbiana entre y dentro de los núcleos de hielo. Los 32 géneros más abundantes, definidos como aquellos que comprenden al menos 0,5% de secuencias en al menos una muestra de hielo, representaron colectivamente >96,0% de cada comunidad. Esto indica que los miembros que pertenecen a estos linajes, están adaptados a ambientes fríos y pueden subsistir durante largos períodos de tiempo, aunque sus abundancias relativas varían según las profundidades (edades) del núcleo de hielo. Las muestras del núcleo de hielo S3 compartieron algunos géneros abundantes con las muestras del núcleo de hielo PS. Por ende, existen diferencias fundamentales en las comunidades microbianas entre los núcleos de hielo recuperados de la meseta (parte poco profunda) y la cumbre de la capa de hielo de Guliya. Las diferencias de las comunidades microbianas en ambos núcleos, radica en las elevaciones a las cuales se perforaron ambos núcleos, el núcleo de la meseta a 6200 m y el núcleo de la cumbre a 6650 m, lo cual, representa condiciones ambientales muy diferentes en términos de radiación UV, temperatura del aire y concentración de oxígeno. Todos estos factores influyen en las comunidades microbianas en el momento del depósito. Además todas las muestras del núcleo de hielo PS provenían de la parte menos profunda de la capa de hielo y eran mucho más jóvenes ( 70 – 300 años), mientras que las muestras del núcleo S3 eran más longevas ( 520 – 15.000 años).
Conclusión
El hielo de los glaciares alberga un universo de vida microbiana aún inexplorada. El cambio climático, traducido en el incremento de temperatura, acelera el derretimiento glaciar. Este retroceso traerá consigo la liberación de microbios y virus glaciares que han sido preservados en el hielo por miles de años. Esto significa la pérdida de los archivos microbianos y virales elementales a la hora de decodificar la información sobre los regímenes climáticos de antaño. Bajo una perspectiva mucho más negativa, esta fusión de hielo podría liberar patógenos desconocidos al medio ambiente y afectar a la población.
Fuente: biorxiv.org/content/10.1101/2020.01.03.894675v1.full
