Vida microbiana en el mundo perdido de Cuatro Ciénegas

Ver agua en un desierto, es algo inusual, pero hay muchas más razones que hacen que Cuatro Ciénegas, un oasis en el desierto del norte de México, sea un entorno desconcertante. Con poco fósforo y nutrientes pero mucho azufre y magnesio, las condiciones en las lagunas azul turquesa del valle imitan a las que se encuentran en los antiguos mares al final del Precámbrico. De hecho, Cuatro Ciénegas es uno de los pocos sitios de la Tierra en donde todavía podemos encontrar estromatolitos vivos, una forma de vida bacteriana que alguna vez dominó los océanos de nuestro planeta. Pero además, en este sitio hemos descubierto muchas bacterias de origen marino, las cuales viven en el agua y en los sedimentos que están junto a estos fósiles vivientes. Esto ha ocasionado que científicos se pregunten si este oasis podría ser un verdadero mundo perdido, un sitio único en donde los microorganismos antiguos encontraron refugio y han evolucionado aislados hasta el día de hoy. Para confirmar si esto es cierto, se necesitaban buscar pistas dentro de la información genética de las bacterias locales, es decir, las que viven actualmente en el lugar.

     Mi equipo, Alejandra Moreno-Letelier, Michael Travisano, Luis David Alcaraz, Gabriela Olmedo y Luis Enrique Eguiarte, y yo, buscamos estas evidencias de la historia del mundo en una pequeña laguna, de aproximadamente 1 km2 llamada Churince, en el sistema hidrológico más amenazado dentro de Cuatro Ciénegas. Para este estudio tomamos muestras de suelo, agua y sedimento para analizar el ADN de sus comunidades de microbios utilizando metagenómica. Con ésta metodología se pueden identificar muchas especies dentro de una muestra, en este caso de agua y sedimentos (https://youtu.be/64X54L_ewv0). Los resultados arrojaron una asombrosa cantidad de biodiversidad: identificaron 5,167 especies que representan al menos dos tercios de todos los grupos principales de bacterias conocidos, casi tanto como lo que se encontró en más de 2,000 kilómetros en el río Pearl en China. En este “mundo perdido” incluso los virus, mantienen un rastro de sus antepasados marinos. Esto es inusual, ya que la mayoría de los otros ambientes extremos con pocos nutrientes, que se han estudiado en otras partes del mundo, tienen poca diversidad microbiana. Además, el equipo de trabajo realizó una investigación más detallada sobre los genomas de 2.500 especies de bacterias del género Bacillus. Este estudio reveló que con el muestreo solamente del Churince, aumentó en casi un 21% el número de especies conocidas anteriormente para Bacillus y la mayoría de estas son endémicas del sitio. También encontraron que estos linajes únicos evolucionaron a partir de ancestros que llegaron al área en dos oleadas. Un evento de colonización muy antiguo que ocurrió hace 680 millones de años, cuando los primeros animales comenzaron a surgir cambiando con su comportamiento las características químicas del mar. El segundo evento es más reciente, tuvo lugar mientras los dinosaurios vagaban por la Tierra, hace unos 160 millones de años, cuando los eventos geológicos rompieron Pangea exponiendo a Cuatro Ciénegas al antiguo Océano Pacífico.

     La razón por la cual este refugio, este mundo perdido ha sobrevivido durante tantos millones de años es compleja. Por una parte, hemos elucidado con nuestros experimentos, que diferentes especies de bacterias en el Churince han evolucionado para formar una comunidad unida que compite ferozmente con las bacterias del mundo exterior, pero coopera con sus vecinos. Combinado con las condiciones extremadamente pobres en nutrientes del agua de la laguna, esto puede haber evitado que otros microorganismos proliferaran en el ambiente y reemplazaran a los linajes antiguos.

     Tristemente, este mundo perdido ahora ya no existe porque los humedales de la cuenca, que se han reducido en un 90% en las últimas cinco décadas, están siendo drenados por malas prácticas de la agricultura local. La laguna Churince, el sitio más diverso y frágil del oasis de Cuatro Ciénegas y de donde se recolectaron las muestras, está casi completamente seca. Pensamos que no todo está perdido. Los estudiantes del bachillerato del poblado de Cuatro Ciénegas están involucrados en la investigación para describir y proteger estas comunidades microbianas únicas y para contribuir a cambiar las tradiciones agrícolas en el área. Cerrar los canales que exportan el agua de manantial fuera de la cuenca podría darle al sitio la oportunidad de recuperarse, y podrían resurgir los microbios que ahora están buscando refugio en las aguas subterráneas guardadas dentro de la Sierra de San Marcos y Pinos. Tal vez todavía haya tiempo para celebrar, en lugar de llorar, por la permanencia de las formas de vida únicas de Cuatro Ciénegas.

Fuente

 Souza, V., A. Moreno-Letelier, M. Travisano, L.D. Alcaraz, G. Olmedo, L.E. Eguiarte. 2018. The lost world of Cuatro Ciénegas Basin, a relictual bacterial niche in a desert oasis. eLife. 

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