Los secretos ocultos del desierto de Atacama: cómo una técnica revoluciona la microbiología

El desierto de Atacama, ubicado en la región norte de Chile, es uno de los lugares más secos del planeta Tierra. Su clima produce condiciones que hacen que las lluvias sean casi inexistentes y eso lo ha convertido en un laboratorio natural para investigar cómo la vida puede persistir en situaciones extremas.

En ese ecosistema extremadamente árido, hay un microbioma que incluye desde microorganismos viables y activos hasta ADN extracelular de microorganismos muertos o en descomposición.

Científicos de Alemania, Chile, Estados Unidos y Reino Unido desarrollaron una nueva técnica para estudiarlos mejor. Hasta ahora, los métodos convencionales no podían diferenciar entre el ADN de microorganismos vivos y muertos, lo que limitaba la interpretación de los datos.

Los investigadores publicaron los detalles del uso de su innovación en la revista Applied and Environmental Microbiology, de la Sociedad Estadounidense de Microbiología. La técnica permite separar el ADN intracelular (ADNi), propio de células vivas, del ADN extracelular (ADNe), derivado de organismos muertos.

El trabajo fue liderado por Dirk Wagner del Centro Alemán de Investigación de Geociencias. Contó con la colaboración de Pedro Zamorano, del Laboratorio de Microorganismos Extremófilos de la Universidad de Antofagasta en Chile. Dentro del microbioma del Desierto, identificaron un total de 5.965 bacterias.

Consideraron que la técnica mejorará la resolución de las investigaciones microbiológicas en ambientes como el Desierto de Atacama y abrirá oportunidades para que se lleven a cabo estudios similares en ecosistemas extremos.

Cómo se hizo la investigación

Los científicos recolectaron muestras de suelo en diferentes puntos, incluidos sitios como Yungay, reconocido por su hiperaridez, y zonas con mayor humedad relativa cerca de la costa del Océano Pacífico.

Cada muestra fue procesada utilizando el novedoso método de separación de ADN. Luego, los investigadores aplicaron técnicas de secuenciación genética de alto rendimiento para identificar y clasificar los microorganismos presentes.

Ese enfoque fue complementado con análisis químicos del suelo y permitió relacionar las comunidades microbianas con las condiciones ambientales específicas de cada sitio, como la salinidad, la humedad y los niveles de radiación ultravioleta.

El análisis reveló que los microorganismos vivos se adaptan a las condiciones extremas mediante estrategias especializadas. En todas las muestras se encontraron Actinobacterias y Proteobacterias, que son dos grupos clave en procesos como la fijación de nitrógeno y la formación inicial de suelos.

En capas superficiales, las bacterias Chloroflexi predominaron en el ADNi, mientras que en zonas más profundas se observaron comunidades microbianas distintas, influenciadas por la disponibilidad de agua y nutrientes.

Un hallazgo importante fue la presencia de microorganismos “generalistas”, que son capaces de tolerar una amplia gama de condiciones ambientales. También había microorganismos “especialistas”, que están adaptados a nichos específicos como suelos altamente salinos o con altos niveles de sulfato.

Esa diferenciación refleja la diversidad funcional y la capacidad de los microbios para colonizar incluso los ambientes más inhóspitos.

Cuáles son las aplicaciones de la nueva técnica

La técnica de separación de ADN puede ser aplicada en otros ecosistemas extremos, como suelos volcánicos o ambientes de los polos de la Tierra, ya que facilita el estudio de comunidades microbianas activas en lugares con biomasa extremadamente baja.

Además, ese enfoque podría ser clave para investigaciones astrobiológicas, ya que el Desierto de Atacama tiene un ambiente muy parecido al del planeta Marte en cuanto a sus condiciones climáticas y geológicas.

Por ejemplo, investigaciones anteriores estudiaron los depósitos de sales como cloratos y perclorato que también se han detectado en el suelo marciano, especialmente a través de los análisis realizados por los vehículos robóticos Curiosity y Perseverance. Esas sales son de particular interés porque pueden influir en la retención de humedad y en los procesos biológicos.

“Los microbios son los pioneros que colonizan este tipo de ambiente y preparan el terreno para la sucesión de vida”, afirmó Wagner, quien contó con financiamiento del Consejo de Investigación Europeo (conocido como ERC por su sigla en inglés) para hacer la investigación.

Estos procesos, añadió, no se limitan al desierto: “Esto también podría aplicarse a terrenos nuevos que se forman tras terremotos o deslizamientos de tierra, donde se tiene una situación similar, un sustrato basado en minerales o rocas”.

Desde Chile, el profesor y científico Andrés Marcoleta Caldera, del Departamento de Biología de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile, comentó a Infobae sobre el estudio publicado: “Los suelos del Desierto de Atacama son reconocidos por estar entre los ambientes terrestres más extremos del planeta, dada su altísima aridez y presencia de metales pesados”.

Hubo estudios previos que ya habían explorado los microorganismos que allí habitan con técnicas basadas en el estudio del ADN presente en el suelo.

“Este nuevo trabajo -mencionó Marcoleta Caldera, quien no participó en el trabajo- difiere en que se separa el ADN que estaría dentro de las células microbianas de aquel que está por fuera y, por lo tanto, provendría de bacterias que han liberado su ADN al suelo”.

De esta manera, “la idea es distinguir entre los miembros de la comunidad microbiana viables y los que están muertos y habrían dejado su ADN en el suelo hace un tiempo indeterminado”, afirmó.