El llac extremadament dur Laguna Caliente al cràter del volcà Poás, Costa Rica. Crèdit: Justin Wang
El llac està dominat per bacteris d'un sol gènere "extremòfil".
Alguns microbis especialitzats sobreviuen a condicions anàlogues a les de Mars'història primerenca, informa una nova publicació a Fronteres en astronomia i ciència espacial—i això pot ser gràcies a un ampli ventall d'adaptacions.
El llac cràter hidrotermal del volcà Poás a Costa Rica és un dels hàbitats més hostils del planeta. L'aigua és ultra àcida, plena de metalls tòxics i les temperatures van des de còmodes fins a ebullició. A més, les "erupcions freàtiques" recurrents provoquen explosions sobtades de vapor, cendres i roques. Malgrat aquestes erupcions mortals, els entorns hidrotermals poden ser on van començar les primeres formes de vida a la Terra, i potencialment també a Mart, si mai hi va haver vida. Més enllà de descobrir com la vida pot sobreviure a aquestes dures condicions, l'estudi d'aquests microbis proporciona pistes sobre si i com podria haver existit la vida a Mart.
"Una de les nostres troballes clau és que, dins d'aquest llac volcànic extrem, només vam detectar uns quants tipus de microorganismes, però una multitud potencial de maneres de sobreviure", diu el primer autor Justin Wang, estudiant de postgrau a la Universitat de Colorado. Boulder, als Estats Units. "Creiem que ho fan sobrevivint als marges del llac quan es produeixen erupcions. Això és quan seria útil tenir una gamma relativament àmplia de gens".
El cràter i el seu llac extremadament dur, Laguna Caliente, dominat per un únic gènere de bacteris extremòfils Acidiphilium. Crèdit: Justin Wang
Aquesta col·laboració interdisciplinària actual segueix els treballs anteriors del 2013. En aquell moment, els investigadors van trobar que només hi havia una espècie microbiana procedent del Acidiphilium gènere al llac volcànic Poás. No és sorprenent, aquest tipus de bacteris es troba habitualment àcid drenatges de mines i sistemes hidrotermals, i se sap que tenen múltiples gens adaptats a diversos entorns.
En els anys següents, hi va haver una sèrie d'erupcions i l'equip va tornar el 2017 per veure si hi havia hagut canvis en la diversitat microbiana, així com per estudiar de manera més exhaustiva els processos bioquímics dels organismes. Aquest últim treball demostra que hi havia una mica més de biodiversitat, però encara hi havia un domini de la Acidiphilium bacteris.
a través de ADN seqüenciació dels organismes a les mostres del llac, l'equip va confirmar que els bacteris tenien una gran varietat de capacitats bioquímiques per ajudar-los a tolerar condicions extremes i dinàmiques. Aquestes incloïen vies per crear energia utilitzant sofre, ferro, arsènic, fixació de carboni (com les plantes), tant sucres simples com complexos i grànuls bioplàstics (que els microorganismes poden crear i utilitzar com a reserves d'energia i carboni durant l'estrès o la fam).
Treball de camp al llac Lagune Caliente al llac volcànic Poás, Costa Rica. Crèdit: Justin Wang
"Esperàvem molts dels gens que vam trobar, però no ens esperàvem tants donada la baixa biodiversitat del llac", diu Wang. "Va ser tota una sorpresa, però és absolutament elegant. Té sentit que així sigui com s'adaptaria la vida a viure en un llac de cràter volcànic actiu".
Malgrat l'entorn sovint letal, els sistemes hidrotermals proporcionen la majoria dels ingredients clau per a l'evolució de la vida, incloent calor, aigua i energia. És per això que les principals teories tant per a la Terra com per a Mart se centren en aquestes ubicacions. Fins ara, esforços anteriors en cerca de la vida a Mart s'han centrat en els llits dels rierols o els deltes dels rius, però els autors suggereixen que s'hauria de prestar més atenció als llocs de les aigües termals passades (que van estar presents a Mart durant milers de milions d'anys).
"La nostra investigació proporciona un marc de com la "vida terrestre" podria haver existit en entorns hidrotermals de Mart", explica Wang. "Però si la vida ha existit mai a Mart i si s'assembla o no als microorganismes que tenim aquí encara és una gran pregunta. Esperem que la nostra investigació dirigeixi la conversa per prioritzar la recerca de signes de vida en aquests entorns, per exemple, hi ha alguns bons objectius a la vora del cràter del cràter Jezero, que és on es troba el rover Perseverance ara mateix.
Referència: "Microbial Survival in an Extreme Martian Analog Ecosystem: Poás Volcano, Costa Rica" per Justin L. Wang, Nicholas B. Dragone, Geoffroy Avard i Brian M. Hynek, 28 de gener de 2022, Fronteres en astronomia i ciències espacials.
DOI: 10.3389/fspas.2022.817900
