En una nueva publicación en la revista Comunicaciones de la naturalezaLos científicos de la Universidad Estatal de Montana en la Facultad de Agricultura destacan un nuevo conocimiento de cómo los microorganismos antiguos se adaptaron de un entorno prehistórico de bajo oxígeno al que existe hoy. El trabajo se basa en más de dos décadas de investigación científica en el Parque Nacional de Yellowstone por el profesor de MSU Bill Inskeep.
El artículo, titulado «Procesos respiratorios de hipertermófilos evolucionados temprano en las comunidades microbianas geotérmicas sulfídicas y de bajo oxígeno» se publicó el 2 de enero. Autors Inskeep, profesor en el Departamento de Recursos de Tierras y Ciencias Ambientales, y Mensur Dlakic, profesor asociado. En el Departamento de Microbiología y Biología Celular, comparó los organismos amantes del calor en dos características térmicas de Yellowstone, Spring de concha y primavera de pulpo, ubicado en la cuenca del géiser inferior del parque.
Inskeep y Dlakic seleccionaron las ubicaciones porque son geoquímicamente similares, con una excepción notable: el resorte de concha es más alto en sulfuro y oxígeno en comparación con el resorte de pulpo. Por esa razón, pudieron centrarse en dos entornos térmicos contrastantes con niveles bajos y altos de oxígeno.
Se encontraron tres tipos de microbios termofílicos, organismos que prosperan en entornos de alta temperatura, en ambos manantiales, cuyas temperaturas rondan los 190 grados Fahrenheit. El documento establece que los estilos de vida de los microbios en sus respectivos entornos pueden arrojar luz sobre cómo la vida evolucionó antes y a través del gran evento de oxidación, el período hace aproximadamente 2,4 mil millones de años cuando la atmósfera de la Tierra no tenía oxígeno a casi el 20% de contenido de oxígeno Tiene hoy.
«Cuando el oxígeno comenzó a aumentar en el medio ambiente, estos termofilos probablemente eran importantes en el origen de la vida microbiana», dijo Inskeep, quien ha realizado investigaciones en Yellowstone desde 1999. «Hubo una evolución de los organismos que utilizaban oxígeno. Octopus tiene más oxígeno Y efectivamente, hay más organismos aeróbicos allí.
Los microorganismos que Inskeep y Dlakic estudian se encuentran dentro de «serpentinas» que viven en las rápidas corrientes de transmisión. Los streamers, que parecen pequeñas plantas de algas, se unen a rocas y otros objetos dentro de la primavera y cultivan filamentos que «se mueven» en la corriente.
Mientras que visualmente sean similares, los streamers en CONCH y Octopus Springs alojaron colecciones muy diferentes de microbios. Aunque tres especies de microbios eran comunes a ambos manantiales, la primavera de pulpo de oxígeno superior tenía mucha mayor diversidad. Eso ofrece información sobre cómo evolucionaron para prosperar en un mundo de más oxígeno, dijeron los científicos.
Los autores compararon los genes respiratorios encontrados en los microbios de la concha versus el resorte de pulpo. Los genes adaptados a un oxígeno muy bajo fueron «altamente expresados, lo que significa que eran más activos, en la primavera de la gama. Por el contrario, los organismos en el primavera de pulpo expresaban genes adaptados a niveles de oxígeno más altos, probablemente más importantes a medida que los niveles de oxígeno aumentaron durante el gran evento de oxidación.
En sus tres décadas en MSU, Inskeep ha recopilado datos extensos de Yellowstone, pero dijo que siempre hay más que aprender y más preguntas que hacer. En 2020, él y Dlakic recibieron una subvención de las oportunidades de la National Science Foundation para promover la comprensión a través del programa de síntesis para estudiar los termófilos de Yellowstone, y su colaboración ha seguido iluminando aspectos previamente desconocidos de cómo llegó a ser la vida en la Tierra.
La colocación de MSU en el ecosistema Greater Yellowstone también hace que sea ideal en realizar este tipo de investigación, dijo Inskeep.
«Sería muy difícil reproducir este tipo de experimento en el laboratorio; imagine tratar de volver a revertir las corrientes de agua caliente con las cantidades justas de oxígeno y sulfuro», dijo. «Y eso es lo bueno de estudiar estos entornos. Podemos hacer estas observaciones en las condiciones geoquímicas exactas que estos organismos necesitan para prosperar».
Y aunque las maquinaciones de los wigglers que viven en la primavera termal pueden sentirse muy alejadas de la vida humana, amplían nuestro conocimiento de cómo los humanos llegaron a prosperar y cómo se adaptan varias formas de vida a su entorno para garantizar su supervivencia, dijo Dlakic.
«Puede parecer contradictorio comprender la vida compleja al estudiar algo que es simple, pero así es como tiene que comenzar», dijo. «Tienes que pensar para entender dónde estamos hoy».
