En las profundidades del hielo antártico, un antiguo lago está repleto de formas de vida que comen rocas. Las muestras de la cerveza fría del lago Whillans, que se encuentra a 2600 pies debajo de la capa de hielo antártica occidental, muestran que el cuerpo de agua enterrado contiene casi 4000 especies o grupos de especies de microbios.
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La superficie del lago probablemente fue expuesta por última vez a finales del Pleistoceno, hace 1 millón de años como máximo. Desde entonces, sus aguas casi no han visto la luz solar y las temperaturas promedio son de alrededor de -63 grados Fahrenheit. El descubrimiento confirma indicios anteriores de que la vida encuentra una manera de sobrevivir en entornos tan extremos, y aumenta la posibilidad de que alguna forma de vida pueda estar viva en este momento en lunas heladas en todo el sistema solar, como la luna Europa de Júpiter.
Lake Whillans es uno de los cientos de lagos subglaciales que persisten bajo la Antártida. Los satélites revelaron por primera vez estos cuerpos de agua ocultos hace décadas. "Una pregunta pendiente ha sido si el ambiente en la base de la capa de hielo es realmente adecuado para que la vida microbiana persista", explica Brent Christner, un microbiólogo de la Universidad Estatal de Louisiana en Baton Rouge.
Christner es parte del equipo de perforación de investigación de acceso subglacial de la corriente de hielo de Whillans (WISSARD), que abarca una variedad de instituciones en todo el mundo e incluye un ejército de científicos y estudiantes. Desde 2009, la tripulación de WISSARD ha estado tratando de descubrir cómo es la vida en el continente austral. Los científicos comenzaron a sospechar que los microbios podrían vivir en la parte inferior de un glaciar en 1999. Las muestras del núcleo del lago antártico más grande, el lago Vostok, revelaron rastros genéticos de microbios congelados en el borde de la capa de hielo. Pero existe la posibilidad de que estas criaturas provengan del fluido de perforación contaminado, y si representan parte de un ecosistema vivo y respirador sigue siendo un tema de debate. (No importa las afirmaciones extraordinarias de que el lago podría contener peces).
Algunas cosas hicieron de Lake Whillans un buen sitio candidato para encontrar vida subglacial. Solo se encuentra a media milla debajo de la superficie, en comparación con la profundidad de dos millas del lago Vostok. El lago también drena en el Mar de Ross, por lo que eventualmente cualquier contaminante potencial se eliminaría, dejando el lago relativamente prístino después de la perforación. Sin mencionar que el lago está a solo 600 millas de la estación de investigación más cercana, lo que significa que el equipo podría conducir al sitio en lugar de volar.
En 2013, el equipo de WISSARD emprendió el último viaje por carretera antártico. En el sitio, utilizaron un sistema especial de perforación de agua caliente para excavar en el hielo. A medida que el taladro descendía, derritió, filtró, hirvió, pasteurizó y trató el hielo glacial tratado con UV y luego lo usó como fluido de perforación estéril. "Sería como agua de grado farmacéutico", dice Christner.
El campamento antártico del equipo WISSARD. (Reed Scherer / Universidad del Norte de Illinois) 
El instrumento de perforación utilizado para recuperar muestras de agua y sedimentos del lago subglacial Whillans. (Brent Christner) 
Un miembro del equipo de WISSARD observa el pozo en el sitio de perforación del lago. (Reed Scherer) 
Una muestra de sedimento del lecho del lago Whillans. (Reed Scherer / Universidad del Norte de Illinois) 
Colonias de bacterias cultivadas a partir de muestras de agua de Lake Whillans. (Brent Christner) 
Una imagen de microscopio electrónico muestra una célula microbiana con una partícula de sedimento adjunta del lago Whillans. (Trista Vick-Majors) 
El sitio de perforación del equipo WISSARD sobre el lago subglacial Whillans en la Antártida. (Brent Christner) 
Cortesía de la nave espacial Galileo de la NASA, una vista de la superficie helada de la luna de Júpiter, Europa, que puede albergar un océano oscuro y helado debajo. Cualquier ecosistema que pueda vivir en los mares de Europa podría parecerse al que se encuentra en el entorno extremo del lago Whillans. (Instituto NASA / JPL-Caltech / SETI) Una vez que llegaron al lago, tomaron muestras de agua y sedimentos del fondo del lago. En un laboratorio de campo, pudieron elaborar un perfil genético y químico del entorno del lago y sus habitantes. Para averiguar cuántas especies podrían estar viviendo en Lake Whillans, los investigadores se centraron en un gen que codifica una proteína ribosómica, una de las estructuras biológicas más antiguas y conservadas de la Tierra. Según el grado de variación en esta secuencia del gen ribosómico, estiman que el agua contiene 3.931 especies o grupos de especies, informa hoy el equipo en la revista Nature . Es probable que algunos sean nuevos para la ciencia, pero solo un análisis genético adicional lo asegurará.
Luego, el equipo alimentó a los organismos aislados del agua del lago con diferentes nutrientes en el laboratorio para ver qué tipos de insectos estaban activos en este ecosistema. En un lago en la superficie, encontrarás muchos microbios que usan la energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono en compuestos orgánicos más complejos, como los azúcares, y los usan como energía. Es la fotosíntesis básica. En las oscuras profundidades de Lake Whillans, el equipo encontró microbios que en su lugar usan nutrientes químicos en el agua para fijar su carbono. La mayoría de los microbios antárticos obtienen su energía al convertir el amonio en otras formas de nitrógeno, mientras que otros obtienen su energía de los compuestos de hierro y sulfuro. Todos estos nutrientes se encontraron en las muestras del lago.
Aquí es donde entra el comer rocas. El hierro y los sulfuros podrían penetrar en el agua desde las rocas molidas cuando el hielo glacial se frota contra el lecho rocoso del continente. "En cierto sentido, los microbios 'comen roca', aunque en la práctica se adhieren a las partículas minerales y los ayudan a disolverse", escribe Martyn Tranter, glacióloga de la Universidad de Bristol, en un editorial complementario de Nature . El amonio es probablemente producido por bacterias que comen microbios muertos en el lago.
Todavía hay una gran cantidad de preguntas sin respuesta sobre los residentes de Lake Whillans y cómo contribuyen al ecosistema del Océano Austral. Una investigación adicional podría revelar el papel que juegan estas criaturas subglaciales en ciclos químicos y biológicos más grandes en la Tierra. Mientras tanto, otros investigadores están entusiasmados con las implicaciones para los océanos extraterrestres.
"El hecho de que la concentración y diversidad de vida detectada en este lago subglacial exista significa que hay una muy buena señal de la existencia de vida en Europa, incluso si los detalles son diferentes", dice Cynthia Phillips, geóloga planetaria del Instituto SETI. en California. Lake Whillans no es un gemelo idéntico a los océanos helados que se cree que existen bajo la corteza helada de la luna de Júpiter. La superficie de Europa es probablemente más de seis millas de espesor, y sus océanos se extienden 31 millas más allá de eso. Tampoco sabemos aún si los océanos de Europa vienen con una capa de sedimento marino útil y rica en nutrientes. Pero el ecosistema de Lake Whillans sigue siendo lo más parecido que hemos visto a los microbios alienígenas que podrían estar nadando en los océanos muy, muy lejos.
