Analizan el ADN de bacterias en tiempo real dentro de tubos de lava para guiar la búsqueda de vida en Marte

Un equipo internacional liderado por el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Sevilla (IRNAS-CSIC), en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA), ha identificado in situ microorganismos y sus huellas en el interior de cuevas volcánicas de Lanzarote mediante tecnología portátil, sin pruebas de laboratorio externo. El avance demuestra que este tipo de análisis sobre el terreno podría realizarse directamente en otros planetas con condiciones ambientales similares, como Marte, sin necesidad de traer las muestras a la Tierra.

Muestreo en el tubo de lava de La Corona durante la campaña PANGAEA-X de la ESA: la geomicrobióloga Ana Zélia Miller y el astronauta de la ESA Matthias Maurer recogen muestras para su posterior análisis dentro de la cueva. Crédito: Robbie Shone – ESA.

Los resultados refuerzan la idea de que los tubos de lava marcianos podrían haber actuado como refugios de vida al ofrecer protección frente a la radiación y condiciones ambientales más estables que la superficie del planeta. Además, el estudio confirma que estos entornos son laboratorios naturales que sirven para diseñar estrategias de búsqueda de pruebas de vida extraterrestre.

En su interior, investigadores han analizado qué microorganismos viven en estos entornos extremos y cómo dejan su huella sobre el mineral. No solo han estudiado organismos que pueden vivir con materia orgánica, esto es, sustancias que proceden de seres vivos o de sus restos, como hojas, raíces, microorganismos muertos o compuestos derivados de ellos (azúcares, grasas, entre otros), sino también otros capaces de sobrevivir sin ella. “También hemos identificado huellas de otros que ya no están, y que han quedado conservadas en las rocas, como los fósiles. Esto nos permite detectar indicios de vida pasada, tanto aquí como en otros planetas”, explica a la Fundación Descubre la investigadora del IRNAS-CSIC Ana Zélia Miller.

El análisis revela que estos entornos albergan comunidades microbianas adaptadas a condiciones muy diferentes según la disponibilidad de nutrientes. En las zonas cercanas a la entrada de la cueva, donde llega materia orgánica del exterior, se detecta mayor actividad biológica y microorganismos que degradan estos compuestos.

Módulo-laboratorio instalado en la cueva donde se realizó la secuenciación de ADN en tiempo real. Crédito: Robbie Shone – ESA.

Sin embargo, en las áreas más profundas, dominadas por minerales como el yeso y con escasos recursos, predominan organismos especializados que obtienen energía de compuestos inorgánicos como los minerales o el dióxido de carbono. Luego los transforman en materia orgánica, es decir, la base nutritiva de otros microorganismos. Los expertos han comprobado, además, que algunos de los microorganismos analizados presentan una elevada tolerancia a la sal, un rasgo poco habitual, que les permite sobrevivir en condiciones extremas.

Vida adaptada a la escasez

El estudio, titulado ‘The Microbial Inhabitants of the Corona Lava Tube: Astrobiological Insights from a Mars Analog Environment’ y publicado en la revista Astrobiology se ha desarrollado en el tubo volcánico de La Corona, en Lanzarote. Se trata de una cavidad subterránea que se forma cuando la lava fluye por la superficie terrestre y su capa exterior se enfría y solidifica, mientras el interior sigue circulando. Cuando ese flujo se vacía, queda un túnel natural de roca volcánica. Estos enclaves reúnen condiciones parecidas a las del subsuelo marciano.

Durante el proceso de recogida de muestras, el equipo extrajo depósitos minerales de paredes y suelos, así como biofilms visibles a simple vista, es decir, comunidades que crecen adheridas a superficies y quedan envueltas en una capa protectora. Algunos de estos estaban formados por microorganismos fotosintéticos de color verde, como cianobacterias o microalgas.

Imagen de microscopía electrónica de barrido de bacterias observadas en una muestra del tubo de lava de La Corona recogida por el astronauta de la ESA Matthias Maurer. Crédito: Ana Miller

A partir de estas muestras, los investigadores extrajeron el ADN y lo analizaron en el interior de la cueva mediante un secuenciador portátil,  es decir, un pequeño dispositivo del tamaño de un teléfono móvil conectado a un ordenador portátil. Esto les permitió identificar en tiempo real qué organismos estaban presentes en el entorno. Entre los seres detectados se encontraban bacterias tolerantes a la sal, otras capaces de degradar compuestos orgánicos y especies adaptadas a ambientes muy pobres en nutrientes.

Las huellas de la vida

Además de identificar los microorganismos, los investigadores detectaron señales físicas y químicas de su actividad sobre la roca, conocidas como biosignaturas. Estas diminutas huellas pueden manifestarse como pequeñas perforaciones generadas por las células de microorganismos en los minerales o sustancias químicas derivadas de su actividad y, en algunos casos, quedan preservadas en las rocas durante miles de años. “Estas cuevas funcionan como un archivo natural que conserva evidencias de la actividad biológica pasada y presente. Este tipo de huellas resultan de mucho interés en la búsqueda de vida extraterrestre, ya que no siempre es posible detectar organismos vivos, pero sí los rastros que dejan en su entorno”, señala Ana Zélia Miller.

Secuenciación de ADN en tiempo real. Crédito: Robbie Shone – ESA

Así, los expertos del grupo BIOGEOCOM confirman que estos entornos subterráneos no solo pueden albergar vida en condiciones extremas, sino también conservar las huellas de su actividad pasada durante largos periodos de tiempo. Esto los convierte en objetivos de interés para futuras misiones de exploración planetaria, porque simulan los entornos de misiones espaciales reales, donde no hay laboratorio.

El trabajo se enmarca en el programa PANGAEA-X de la Agencia Espacial Europea (ESA), orientado al entrenamiento de astronautas y al ensayo de tecnologías para la exploración planetaria. En esta misión participó el astronauta de la ESA Matthias Maurer, con el objetivo de poner a prueba, en un entorno análogo a Marte, los protocolos de muestreo y análisis que podrían emplearse en futuras misiones. Para ello, llevó a cabo experimentos científicos dentro de la cueva tras recibir formación específica por parte de los investigadores de este estudio. Esto confirma que los astronautas no solo recogen muestras, también hacen ciencia avanzada en el terreno.

Este trabajo ha sido financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía, a través del proyecto MICROLAVA (PROYEXCEL_00185). Además, ha contado con el apoyo del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, de la Fundación para la Ciencia y la Tecnología de Portugal a través del proyecto MICROCENO y del programa PANGAEA-X de la ESA.

Reportaje iDescubre: Las huellas de la ‘vida volcánica’ que ayudan a explorar Marte