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| El río Tinto: un ecosistema marciano
en la Tierra Alberto González Fairén Centro de Biología Molecular, Universidad Autónoma de Madrid. Seminario de Ciencias Planetarias, Universidad Complutense de Madrid. |
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 xisten en la Tierra algunos
lugares bastante parecidos a otros de Marte, hasta tal punto que su
análisis detallado puede servir como una buena aproximación
a las características de ciertos enclaves marcianos. La mayoría
de ellos se encuentran en la Antártida y en Siberia, pero no
son menos importantes los del parque de Yellowstone (EE.UU.), Pilbara
(Australia), algunas zonas de Islandia o Canadá, o el río
Tinto, en el sudoeste de la Península Ibérica (Figura
1).Los modelos de evolución climática sugieren que Marte ha perdido la mayor parte de su masa atmosférica inicial, lo que habría conllevado un importante descenso térmico a nivel planetario. Además, parece haber sufrido una intensa deshidratación, y el agua remanente permanece confinada en forma de hielo en los polos y entre los poros y rocas del suelo y el subsuelo. Si la historia de la vida tuvo alguna vez una oportunidad en Marte, a medida que el planeta se enfriaba y desecaba las posibles comunidades biológicas habrían tenido que adaptarse a las nuevas condiciones ambientales, refugiándose en las posibles bolsas de agua líquida existentes bajo la superficie En la Antártida y en Siberia, el agua ha quedado atrapada en el suelo en forma de permafrost del mismo modo que ocurre en Marte. La zona del río Kolyma, en el nordeste de Siberia, guarda a un metro de profundidad una capa de terreno congelada durante los últimos tres millones de años; en ella han aparecido altas concentraciones de bacterias perfectamente conservadas por las bajas temperaturas. En la región antártica de Tierra Victoria no hay hielo en la superficie, el suelo es arenoso y está cubierto de guijarros y permafrost. Además, cubiertos por grandes masas de hielo, se esconden lagos de diferentes tamaños. En el mayor de ellos, el lago Vostok, ha aparecido una sorprendente diversidad de microorganismos no descritos. De hecho, sólo algunos subgéneros bacterianos tienen su equivalente en otros lugares de la Tierra; el resto, son arqueas, bacterias, protistas, hongos y algas desconocidos hasta la fecha, que han permanecido aislados evolucionando separadamente al resto de la biosfera durante, al menos, veinte millones de años. Es posible que en Marte existan entornos similares donde permanezcan escondidos los restos de las últimas comunidades vivas que, tal vez, habitaron el planeta hace tiempo. El análisis de estos territorios de la Tierra puede proporcionar pistas sobre la naturaleza de tales microorganismos, al tiempo que es un excelente campo de pruebas para ensayar técnicas y metodologías de muestreo para futuras misiones a Marte. Sin embargo, ninguno de estos lugares ofrece una medida adecuada de lo que pudo ser la gran biosfera primigenia del planeta, cuando caudalosos ríos y grandes mares se extendían sobre su superficie. |
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 Un
viaje en el tiempo |
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Efectivamente, los modelos biológicos del río Tinto nos muestran una serie de comunidades de microorganismos habitando un entorno caracterizado por varias condiciones extremas para la vida como la conocemos, y que podrían haber sido comunes sobre la superficie de Marte hace miles de millones de años. De hecho, el paisaje de las minas en las que nace el río es sobrecogedor. Aquí se encuentran las explotaciones a cielo abierto más grandes del mundo, como Corta Atalaya, que llega a una profundidad de 350 metros (Figura 2). A pesar de que la explotación se remonta a más de 5000 años, sólo se ha extraído un 15% de sus recursos. Precisamente los subproductos de la actividad minera parecían ser los responsables de la extrema acidez (pH entre 0.9 y 3) y del color rojizo del río (Figura 3), e incluso se llegaron a elaborar programas de limpieza y recuperación de sus aguas, que durante mucho tiempo se creyeron carentes de vida. Pero nada más lejos de la realidad: se han descrito más de 1.100 especies distintas de hongos y un centenar de algas, además de protistas y bacterias. La actividad bacteriana se remonta a 350.000 años como mínimo (Figura 4). Y aunque algunos de estos microorganismos se han identificado en otros cauces con aguas ácidas y metales en disolución, la longitud del río Tinto -90 kilómetros-, así como su accesibilidad y su escasa exploración, ofrecen unas óptimas posibilidades de estudio. |
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| La
vida modela su entorno |
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| Lo que convierte al río Tinto en un enclave
único en el mundo es el propio origen de sus especiales características:
la contaminación del río no es tal, sino que se trata
del resultado de un complejo proceso de interacción entre las
comunidades bacterianas que lo habitan y el sustrato. Es decir, que
es la vida la que ha modelado y transformado su medio para adecuarlo
a sus necesidades, en lugar de adaptarse a él como sucede en
otros ecosistemas ácidos. Además, el grado de biodiversidad
del Tinto no ha sido descrito en ningún otro hábitat
de condiciones similares. En esta continua adecuación del medio circundante, las comunidades bacterianas han promovido la precipitación del hierro, mezclado con azufre y otros metales, creando un sustrato muy similar al suelo marciano y muy raro en la Tierra. El proceso es llevado a cabo por procariotas que obtienen su energía a expensas de los minerales que afloran de la franja pirítica de Huelva, la mayor provincia férrica del mundo. Por tanto, las condiciones de extrema acidez y de elevadas concentraciones de ión férrico y sulfato son debidas a la actividad quimiolitotrófica de los microorganismos que habitan las aguas del río y que son capaces de oxidar los sulfuros metálicos, en alta concentración en la zona de afloramiento del Tinto. Y su actividad es tan importante que ni siquiera el aporte acuoso de los diversos afluentes del río, los distintos regímenes de lluvias a lo largo de años sucesivos o la neutralización debida al CO2 disuelto en el agua, son capaces de variar el pH, el potencial redox o las concentraciones de ión férrico y sulfatos del Tinto, que se mantienen constantes a lo largo de todo su extenso cauce. Además, como los organismos quimiolitotrofos están presentes en todo el río, debe existir un sistema de reciclaje de sustratos inorgánicos reducidos, para que los microorganismos dispongan de su fuente de energía en cualquier punto del cauce, que discurre por una zona básica que no suministra dichos sustratos. |
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| La riqueza y diversidad de especies de procariotas
ha inducido el establecimiento de un complejo sistema de interrelaciones
ecológicas. Los protistas mantienen el equilibrio del ecosistema,
merced al reciclaje que proporciona su actividad predadora; se han
descrito hasta 90 cepas de levaduras; las euglenas y diatomeas son
abundantes, así como las algas fotosintéticas, que representan
dos terceras partes de la biomasa total del río, tanto unicelulares
como filamentosas (Figura 5); éstas se asocian con algunas
de las 1000 especies de hongos filamentosos que se han aislado, formando
biopelículas que sirven de sustento a otros muchos protistas;
la concentración de bacterias heterotróficas acidófilas
es también elevada; y, en la base de la cadena trófica,
están las bacterias quimiolitotrofas responsables de las características
de las aguas y algunos eucariotas fotosintéticos. No hay, sin
embargo, eucariotas superiores, razón última de la creencia
en la esterilidad del río hasta hace pocas fechas. En definitiva, todos los representantes de las comunidades vivas del río Tinto constituyen sistemas complejos perfectamente integrados en su medio, y responsables en última instancia de las características de éste. En ningún caso se trata de microorganismos oportunistas adaptados a un medio extremo de origen abiótico, en los que las condiciones vienen impuestas por el ambiente. Por lo tanto, no se trata de comunidades llegadas desde otros lugares y con la suficiente capacidad adaptativa como para haberse implantado en un medio ajeno, sino de organismos evolucionados en el Tinto y capaces de modular según sus necesidades el medio extremo en el que habitan, incrementando así la biodiversidad. Esta sutil diferencia hace del río Tinto un enclave único en la Tierra para el estudio del origen de la vida en condiciones quimiolitotróficas y de la evolución adaptativa en los ambientes controlados por los organismos que los habitan. |
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| El
río Tinto como análogo marciano: los descubrimientos
de Opportunity |
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| El robot de la NASA Mars Exploration Rover Opportunity ha confirmado que la zona donde aterrizó en enero de 2004, la llanura denominada Meridiani, es el lecho fosilizado de un antiguo océano que posiblemente se extendía sobre la totalidad de las vastas planicies septentrionales de Marte. Sulfatos de hierro y magnesio aparecen conspicuamente formando parte del terreno, así como cloro y bromuro. Es más, el espectrómetro Mössbauer que incorpora Opportunity ha confirmado la presencia de jarositas (Figura 6), mineral compuesto principalmente por sulfatos de hierro hidratados y que son abundantes en las zonas ricas en agua. Es muy importante señalar que, para que las jarositas se formen, el pH del agua no debe ser superior a 3. De hecho, en la cabecera del río Tinto, las jarositas son abundantes, y el pH puede ser inferior a 1.0. Por lo tanto, su presencia en Meridiani confirma definitivamente que los antiguos océanos de Marte eran ácidos; así, el río Tinto es el entorno terrestre más parecido a como debía ser Marte hace 4000 millones de años, y se ha convertido en lugar preferente para estudios de Astrobiología comparada. Varios proyectos de la NASA y del Centro de Astrobiología se desarrollan actualmente en sus riveras. Los resultados de Opportunity permiten especular con la posibilidad de que ecosistemas acidófilos evolucionaran en el húmedo pasado de Marte, y que incluso aún hoy sobrevivan bajo la superficie. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Además, Opportunity ha encontrado la huella geológica de la gran masa de agua, lo que ha llevado a sugerir que el descenso de la sonda sobre Marte se produjo exactamente en la costa del antiguo gran mar ácido. El robot inspeccionó un afloramiento de sedimentos salinos que incluía finas capas de estratos entrecruzados, prueba evidente de que su formación deriva de movimientos de arena en el fondo de una masa de agua, y que su origen no es eólico (Figura 7). Además, el terreno es muy rico en sales sulfatadas y en bromuro, justamente los sedimentos evaporíticos que deja tras de sí un océano cuando desaparece, ya sea por evaporación o por sublimación. En la Tierra, este tipo de material preserva restos biológicos y bioquímicos con enorme fidelidad, como sucede en las goetitas y los hematites del río Tinto, lo que aumenta las perspectivas de éxito astrobiológico para la misión de Opportunity. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Madrid, España, 05 de Abril de 2004. |
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