Resumen: ¿Puede la vida microbiana prosperar en las condiciones cáusticas comunes a líquidos de limpieza de suelos y al bicarbonato de sosa? Cerca de un vertedero de basuras al sur de Chicago, las muestras revelan que las soluciones alcalinas son fundamentales para ciertos tipos de bacterias de ambientes extremos.|





A veces el ambiente más extremo para la vida no está en el fondo del mar o dentro de un volcán. También puede estar al sur de Chicago.

“... alguna pequeña charca caliente, con todos los tipos de sales amoniacales y fosfóricas, luz, calor, electricidad, etc ...”, Charles Darwin, sobre los orígenes de la vida en las charcas de marea. Crédito: Smithsonian

Los científicos que estudian las aguas subterráneas en Illinois han encontrado comunidades microbianas que prosperan en los vertederos de escorias del lago Calumet, al sureste de Chicago, donde el agua puede alcanzar la extraordinaria alcalinidad de pH 12,8. Eso es comparable a la sosa cáustica y a los líquidos de limpieza de suelos – mucho más que cualquier otro ambiente alcalino natural conocido.

Síntesis de la vida extrema: • Más calor: (113º C) Pyrolobus fumarii (Isla Vulcano, Italia) • Más frío: (-15º C) Cryptoendoliths (Antártida) • Radiación más alta: (5 MRad, o 5000 veces la radiación letal para los humanos) Deinococcus radiodurans • Mayor profundidad: 3.2 km bajo el suelo • Mayor acidez: pH 0.0 (La mayoría de la vida está a un factor al menos 100,000 veces menos ácido) • Mayor basicidad: pH 12.8 (La mayoría de la vida está a un factor al menos 1000 veces menos básico) • Mayor duración en el espacio: (6 años) Bacillus subtilis (en un satélite de la NASA ) • Mayor presión: (1200 veces la atmosférica) • Mayor salinidad: (30% sal, o 9 veces la salinidad de la sangre humana). Haloarcula • Menor tamaño: (<0.1 micras o 500 veces menor que el grosor de un cabello humano (picoplancton) Crédito: USGS

Los parientes conocidos más cercanos de algunos de los microbios están en Suráfrica, Groenlandia y en las aguas alcalinas del lago Mono, en California.

“Se han encontrado otras comunidades alcalinas hasta a pH 11”, dice el hidrogeólogo George Roadcap del Servicio de Aguas del Estado de Illinois. “Eso es con mucho lo más extremo en las comunidades naturales conocidas”.

Roadcap y sus colegas de la Universidad Champaign Urbana de Illinois descubrieron los microbios mientras estudiaban la contaminación de las aguas subterráneas producida por más de un siglo de vertido industrial de escoria de hierro en el sur de Illinois y el norte de Indiana. Roadcap presentó detalles de lo que parece ser la forma de vida más tolerante a la alcalinidad conocida hasta el momento el pasado martes 4 de noviembre de 2003 en la reunión anual de la Sociedad Geológica de América en Seattle, Washington.

Los análisis genéticos en uno de los emplazamientos reveló bacterias relacionadas con especies de Clostridium y Bacillus. Estas se encontraron en las aguas altamente alcalinas del lago Mono, en columnas de toba en Groenlandia y en agua subterránea contaminada por cemento en una profunda mina de oro en África. Algunas secuencias de ARN parecen muy cercanas a las de bacterias termofílicas, o “amantes del calor”, que se encuentran en otras partes del mundo. Las temperaturas de los vertederos de escorias no son nada fuera de lo normal, por supuesto. De hecho, están más bien frías en invierno, haciendo que el pH sea aún más alto, dice Roadcap.

En otros cinco emplazamientos los microbios dominantes pertenecían a la clase Proteobacteria que incluye a un gran número de la familia Comamonadacea de la subclase beta. “En los experimentos a pequeña escala con pH alto, uno de estos microbios está muy cercano a uno oxidante del hidrógeno”, dijo Roadcap. Eso quiere decir que la bacteria explota el hidrógeno que se desprende de la corrosión de la escoria metálica de hierro por el agua.

Cómo esta inusual bacteria llegó a los vertederos de escorias es todavía un misterio, dice Roadcap. “No me gustaría arriesgar una conjetura”, dijo, en cuanto a sus orígenes. Una posibilidad es que las bacterias locales se hayan adaptado al ambiente extremo desde el último siglo. Otra posibilidad es que hayan sido importadas de algún modo.

En lo que concierne a si la inesperada comunidad microbiana tiene algún efecto sobre el grave problema de contaminación de las aguas subterráneas por los vertederos de escorias, “No hemos alcanzado ninguna conclusión acerca de ese asunto”, dice Roadcap. Entre las posibles cosas dañinas que los microbios podrían hacer, está recoger y distribuir materiales peligrosos a los lagos y humedales cercanos. Pero algo así aún no ha sido documentado.

El agua subterránea alcalina en la región del lago Calumet se produjo cuando las escorias de las acerías se vertieron y usaron para rellenar los humedales y lagos. El agua y el aire reaccionan con la escoria para crear cal (hidróxido de calcio), elevando el pH. Se estima en unos 6 billones* de metros cúbicos el relleno contaminante industrial vertido en el sureste de Illinois y el nordeste de Indiana, del que casi la mitad se cree que es escoria, advierte Roadcap. Los vertederos de escoria donde se encontraron las comunidades microbianas se parecen a humedales rellenos y están a menudo desprovisto de vegetación, explicó.

Se sabe ahora que las especies microbianas ocupan casi todo el rango de pH entre 1,4 (extremadamente ácido) a casi 13 (extremadamente alcalino). La vida también florece en las temperaturas extremas, con algunas especies que crecen hasta 114ºC (fuentes termales en Vulcano, Italia, y fumarolas de las dorsales oceánicas) y otras especies que sobreviven a –15ºC (películas bacterianas de la salmuera en el pemafrost de Siberia). La vida también ocupa un rango igualmente amplio de salinidad, desde el agua dulce hasta la saturación en cloruro sódico (alrededor del 30%), donde la sal precipita.

*Nota del Traductor: en inglés, “trillions”