Bajo nuestros pies yace un mundo vasto y en gran medida inexplorado: el suelo profundo. Los científicos estiman que más del 90% de la vida microbiana de la Tierra reside bajo la superficie, y una investigación reciente ha descubierto una pieza significativa de este rompecabezas oculto: un filo de bacterias recién identificado llamado CSP1-3. Abundantes y extendidos en suelos profundos, estos misteriosos microbios ahora se están estudiando para comprender su papel en los ciclos energéticos y elementales del planeta.
El suelo bajo nuestros pies, a menudo pasado por alto, es un ecosistema vibrante lleno de vida, que potencialmente alberga más organismos que cualquier otro hábitat en la Tierra. Este mundo oculto ahora está revelando sus secretos, con científicos haciendo descubrimientos innovadores sobre las comunidades microbianas que prosperan en su interior.
Uno de los hallazgos recientes más significativos es la identificación de un nuevo filo bacteriano, provisionalmente llamado CSP1-3. Este filo es notablemente abundante y está muy extendido en los suelos profundos de nuestro planeta, un “bosque oscuro” en gran medida inexplorado hasta ahora. La evidencia de esto proviene del análisis del equipo de investigación de muestras de suelo profundo de Estados Unidos y China, que alcanzan profundidades de hasta 22 metros.
El descubrimiento de CSP1-3 no es del todo nuevo. La detección inicial de sus miembros se remonta a 2006, cuando se encontraron en los sistemas geotérmicos de Yellowstone. Investigaciones posteriores revelaron su presencia en varios suelos profundos oligotróficos, incluidos los que se encuentran debajo de las selvas tropicales y en suelos subsuperficiales donde ocurre la oxidación del hierro. Esta amplia distribución destaca la importancia ecológica de este filo recién identificado.
Para comprender el funcionamiento interno de CSP1-3, un equipo internacional de investigadores utilizó datos metagenómicos de alta calidad para construir un catálogo genómico completo del filo bacteriano. Este catálogo proporciona “profundas perspectivas” sobre cómo estas bacterias sobreviven en el entorno con limitación de energía y privación de nutrientes de los suelos profundos.
Un hallazgo clave del análisis genómico es que estos microbios no son simplemente esporas latentes, como algunos podrían suponer. El microbiólogo James Tiedje de la Universidad Estatal de Michigan, un contribuyente a la investigación, aclara que la evidencia de ADN indica que estos microbios están creciendo activamente, aunque lentamente. Esta actividad es crucial para su supervivencia y su papel en el ecosistema del suelo profundo.
El dominio de CSP1-3 en estos entornos de suelo profundo es sorprendente. En algunas muestras, como las tomadas a 17 y 22 metros de profundidad, CSP1-3 comprendía hasta el 60 por ciento de las comunidades microbianas. Tiedje enfatiza que este nivel de dominio rara vez se observa en las comunidades microbianas en la superficie de la Tierra, lo que sugiere una adaptación única al entorno del suelo profundo.
El entorno del suelo profundo es un marcado contraste con la superficie, caracterizado por la energía y los nutrientes limitados. Tiedje atribuye el éxito de CSP1-3 a su evolución y adaptación a largo plazo a este entorno empobrecido. Esta adaptación les ha permitido prosperar donde otros microbios luchan.
A pesar de las duras condiciones, estudios recientes sugieren que los microbios del suelo profundo exhiben una mayor diversificación de lo que se reconocía anteriormente. Si bien las poblaciones microbianas en los suelos superficiales están más densamente empaquetadas, los números generales de población en los suelos profundos y superficiales son sorprendentemente similares. Esto sugiere que los microbios del suelo profundo, aunque dispersos, son igual de importantes en términos de tamaño general de la población.
Los miembros del filo CSP1-3 probablemente han evolucionado para explotar sus respectivos hábitats. Una adaptación crucial es su capacidad para realizar la oxidación aeróbica del monóxido de carbono (CO). Este mecanismo puede mejorar la supervivencia bacteriana durante la limitación de nutrientes, proporcionando una ventaja significativa en el entorno del suelo profundo con escasez de energía.
Además, el filo también muestra signos de metabolismo del hidrógeno. Los autores señalan que tanto el CO como el hidrógeno son fuentes de energía ubicuas. La capacidad de metabolizar estos gases para obtener energía “puede conferir una gran ventaja selectiva” en suelos que están muy lixiviados de otros nutrientes.
El catálogo genómico también reveló una interesante trayectoria evolutiva para un linaje particular dentro de CSP1-3. Este linaje parece haberse originado en un hábitat acuático antes de adaptarse para colonizar el suelo. Esta transición probablemente involucró la adquisición de genes involucrados en el metabolismo de carbohidratos y energía, lo que les habría ayudado a lidiar con la fluctuante disponibilidad de nutrientes en su nuevo entorno.
Si bien el estudio actual proporciona información preliminar sobre el potencial metabólico de CSP1-3, los autores reconocen que queda mucho por descubrir. Se necesita más investigación para comprender completamente la filogenia, la importancia ecológica, las adaptaciones ambientales y la trayectoria evolutiva del filo.
El descubrimiento de CSP1-3 subraya la inmensidad del mundo microbiano desconocido. Según algunas estimaciones, hasta el 99,999 por ciento de los microbios de la Tierra permanecen sin descubrir, y más del 90 por ciento de los billones de especies que se cree que existen pueden residir debajo de la superficie. CSP1-3 es solo uno de los muchos misterios que esperan ser desentrañados.
En conclusión, Tiedje describe a CSP1-3 como “los carroñeros que limpian lo que pasó a través de la capa superficial del suelo”. Desempeñan un papel vital en el ecosistema del suelo profundo, y comprender su función es crucial para comprender el panorama general.
De cara al futuro, Tiedje, junto con Wenlu Feng de la Universidad Northwest A&F de China y sus colegas, planean cultivar microbios CSP1-3 en el laboratorio. Esto les permitirá observar y estudiar directamente cómo estos fascinantes organismos llevan a cabo sus funciones esenciales, iluminando aún más el mundo oculto bajo nuestros pies. El estudio, publicado en PNAS, marca un paso significativo en nuestra comprensión de este ecosistema previamente inexplorado.
Científicos descubrieron un nuevo filo bacteriano, CSP1-3, próspero en ecosistemas de suelo profundo, revelando una actividad y diversidad microbiana subestimada. Estos “carroñeros” probablemente son cruciales en los ciclos de energía y nutrientes del suelo profundo, usando estrategias metabólicas únicas como la oxidación de monóxido de carbono e hidrógeno. Se necesita más investigación, incluyendo cultivo en laboratorio, para comprender su importancia ecológica e historia evolutiva, resaltando el vasto mundo microbiano desconocido bajo nuestros pies.
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