[18-enero-2012]

El Centro de Astrobiología (CSIC-INTA) se traslada con dos proyectos de investigación a la base antártica española “Gabriel de Castilla”, en la Isla Decepción. La expedición pretende poner a prueba métodos e instrumentación desarrollados para la detección de restos de vida microbiana en exploración planetaria y estudiar el impacto del cambio climático en algunos microorganismos.

Desde hace algunos años se sabe de la fortaleza de los microorganismos para proliferar en ambientes considerados “extremos”, tales como aguas a altas temperaturas, aguas muy saladas con temperaturas inferiores a 10 ºC bajo cero o entornos de acidez extrema.

Esto ha hecho pensar en la posibilidad de encontrar formas de vida similares en otros cuerpos planetarios del Sistema Solar, como pueden ser Marte o Europa, la luna de Júpiter, en los que pueden darse condiciones semejantes. Por tanto, el estudio geomicrobiológico de los ambientes extremos terrestres es un requisito para evaluar la posibilidad de vida actual o ya extinta en ambientes análogos de otros planetas. Asimismo, estos estudios nos ayudan a desarrollar métodos e instrumentos para la detección de restos de vida.

La isla Decepción, en la Antártida, es una isla volcánica con una historia de erupciones reciente y que ofrece diferentes escenarios extremos para la proliferación de la vida. Desde ambientes permanentemente helados, como el permafrost y los glaciares, hasta fuentes y emanaciones termales, pasando por suelos cálidos en la interfase tierra-aire o tierra-nieve (o hielo), hacen de este enclave un lugar único para el estudio de la geomicrobiología asociada.

El Centro de Astrobiología, envía a dos equipos de investigación para, por un lado, probar métodos e instrumentación desarrollados para la detección de restos de vida microbiana en exploración planetaria y, por otro, estudiar el impacto del cambio climático sobre los patrones microbianos y cómo la alteración de estos afecta, a su vez, al clima y a su propia evolución.

“Detección de biomoléculas en exploración planetaria” (DBEP) con SOLID3

Imagen del biosensor LDCHIP mostrando los puntos fluorescentes (rojo y blanco) que delatan la presencia de microorganismos y moléculas biológicas derivadas de ellos en una muestra de piroclasto superficial de Isla Decepción. Imagen obtenida in situ durante la campaña 2009-2010. Créditos: Centro de Astrobiología (Proyecto DBEP).

El proyecto “Detección de biomoléculas en exploración planetaria” (DBEP) tiene como objetivo fundamental el desarrollo de métodos e instrumentación para la detección de restos de vida microbiana en exploración planetaria.

SOLID3, de Signs of Life Detector (detector de señales de vida), es un instrumento para la detección de microorganismos y moléculas biológicas mediante un biochip o biosensor en formato microarray de anticuerpos (LDCHIP400, por “Life Detector CHIP400”). LDCHIP400 y SOLID3, desarrollados íntegramente en el Centro de Astrobiología, constituyen actualmente uno de los instrumentos más avanzados de su categoría para la búsqueda de vida en exploración planetaria. Actualmente este equipo del Centro de Astrobiología trabaja en colaboración con grupos de la NASA para proponer que SOLID forme parte de una misión astrobiológica a Marte.

Si durante la campaña 2009-2010 se ensayó in situ el instrumento SOLID3 con muestras superficiales y del permafrost obtenidas mediante una perforación de cuatro metros de profundidad, en la nueva campaña 2011-12 se ha actualizado el biosensor y se va a explorar un ambiente geotérmico de la isla donde la temperatura oscila entre los 0 ºC y los 100 ºC en pocos centímetros de profundidad. Se tomarán muestras superficiales y del subsuelo (de uno a dos metros de profundidad), se determinará el perfil de biomarcadores con LDCHIP400 y SOLID3.0, y los resultados se confirmarán y se completarán en el laboratorio mediante diversos estudios de ecología molecular, enriquecimiento de cultivos, geoquímica y mineralogía.

“Efecto del cambio climático sobre la biodiversidad y los mecanismos moleculares de adaptación al ambiente en microorganismos psicrófilos”

Expedición del 2010 a las Islas Svalbard. En la imagen, una lengua de glaciar en el Magdalenefiorden. Créditos: Centro de Astrobiología. (Proyecto “Influencia del cambio climático en los mecanismos moleculares de adaptación al ambiente en microorganismos psicrófilos”).

Con esta acción complementaria se pretenden encontrar las claves moleculares de la adaptación a uno de los factores más influyentes sobre la vida, la evolución y la habitabilidad: la temperatura. Esta acción está asociada al proyecto “Influencia del cambio climático en los mecanismos moleculares de adaptación al ambiente en microorganismos psicrófilos”, que se viene desarrollando en el Centro de Astrobiología desde finales de 2008 con especies psicrófilas, especies adaptadas a las bajas temperaturas, y sus parientes cercanos de ambientes templados, los mesófilos.

Este proyecto llevará a cabo diferentes muestreos en zonas de glaciares de Isla Decepción. Se tomarán muestras de hielo con el objetivo de evaluar y caracterizar el impacto del cambio climático a través del seguimiento de las especies microbianas, así como de estudiar y profundizar en los mecanismos de adaptación y evolución de los microorganismos en estos ambientes polares mediante la aplicación, una vez en el laboratorio, de técnicas de estudio del genoma y de las proteínas (genómica y proteómica). Los análisis posteriores se centrarán en el estudio de la biodiversidad y de los complejos moleculares formados por proteínas de choque térmico. Éstas son las proteínas encargadas de amortiguar y reparar los efectos perjudiciales que provocan sobre las células situaciones de estrés térmico como son las bajas temperaturas a las que los microorganismos se ven expuestos en los ambientes polares.

El grupo posee datos realizados en estudios previos sobre diversos glaciares europeos donde se ha observado una correlación entre la disminución en la biodiversidad microbiana y la regresión del hielo glacial. Los organismos de las regiones polares están muy adaptados a los ambientes extremos en los que habitan y pueden ser muy vulnerables a las variaciones en el clima.

Equipos del Centro de Astrobiología

“Detección de biomoléculas en exploración planetaria” (DBEP), proyecto liderado por Víctor Parro (AYA2008-4013). En esta expedición participan Mercedes Moreno, Olga Prieto, Felipe Gómez y Graciela de Diego.

Acción complementaria “Efecto del cambio climático sobre la biodiversidad y los mecanismos moleculares de adaptación al ambiente en microorganismos psicrófilos” -asociada al proyecto “Influencia del cambio climático en los mecanismos moleculares de adaptación al ambiente en microorganismos psicrófilos” (CTM2008-00304/ANT)- liderada por Cristina Cid Sánchez. En esta expedición participa Laura García Descalzo.

Ambos proyectos están financiados por el antiguo MICINN (Ministerio de Ciencia e Innovación).

Unidad de Cultura Científica del Centro de Astrobiología