Los misteriosos microbios que viven en las profundidades de la tierra -- y cómo podrían ayudar a la humanidad

El suelo debajo de nosotros hospeda un enorme y misterioso mundo de microbios, algunos de los cuales han estado en la corteza terrestre durante cientos de miles de años. ¿Cómo es allí abajo? Viaje a los volcanes y aguas termales de Costa Rica mientras la microbióloga Karen Lloyd nos habla sobre estos organismos subterráneos y nos muestra cómo estos podrían tener un impacto profundo en nuestras vidas.

Parecería que todos estamos parados
en tierra firme ahora,

pero no lo estamos.

Las rocas y la tierra debajo de nosotros
están entrecruzadas con pequeñas fracturas

y espacios vacíos.

Y esos espacios vacíos están llenos
de cantidades astronómicas de microbios,

como estos.

Lo más profundo que encontramos microbios
hasta ahora en la tierra

es cinco kilómetros hacia abajo.

Entonces, si te apuntas tú mismo al suelo

y sales corriendo hacia el suelo,

podrías correr toda una carrera de 5K
y los microbios alinearían todo tu camino.

Puede ser que nunca
pensaste en estos microbios

que están dentro de la corteza terrestre,

pero seguramente pensaste
en los microbios en tus entrañas.

Si sumas los microbiomas intestinales

de todas las personas
y todos los animales del planeta,

en conjunto pesan
casi 100.000 toneladas.

Este es un enorme bioma que llevamos
en nuestros vientres todos los días.

Deberíamos estar orgullosos.

(Risas)

Aunque es nada en comparación
al número de microbios

que cubren toda
la superficie de la tierra,

en nuestros suelos,
nuestros ríos y nuestro océanos.

En conjunto, estos pesan
casi dos mil millones de toneladas.

Pero resulta que la mayoría
de los microbios terrestres

no están en la tierra o nuestras entrañas
o plantas de depuración de aguas.

La mayoría están realmente
dentro de la corteza terrestre.

Que en conjunto pesan
40 mil millones de toneladas.

Esto es uno de los biomas
más grandes del planeta,

y ni siquiera sabíamos que existía
hasta hace unas décadas.

Así que las posibilidades
de cómo la vida es allá abajo

o qué puede hacer para los humanos,

son ilimitadas.

Este es un mapa que muestra un punto rojo

por cada lugar donde hemos obtenido
buenas muestras del subsuelo

con métodos microbiológicos modernos,

y seguro les impresionaría

que tenemos una cobertura
global bastante buena,

pero en realidad, siendo estos
los únicos lugares

de los que tenemos muestras,
no se ve tan bien.

Si nos halláramos en
una nave extraterrestre,

tratando de reconstruir el mapa del mundo
a partir de solo estas muestras,

nunca lo podríamos hacer.

La gente a veces me dice:

"Sí, hay muchos microbios
en el subsuelo, pero...

¿no están solo latentes?".

Es un buen punto.

Comparado con un ficus o el sarampión
o los conejillos de indias de mis hijas,

estos microbios probablemente
no están haciendo nada de nada.

Sabemos que tienen que ser lentos,
porque hay muchos de ellos.

Si empezaran a dividirse
a la velocidad de E. coli,

entonces duplicarían todo el peso
de la tierra, incluidas las rocas,

en una sola noche.

De hecho, muchos de ellos probablemente
ni siquiera han hecho una división celular

desde las épocas del antiguo Egipto.

Es una locura.

¿Cómo podemos entender
cosas que tienen tan larga vida?

Pensé en una comparación
que realmente me gusta,

pero es rara y complicada.

Así que espero que todos
puedan entenderme.

Bien, intentémoslo.

Es como intentar entender
el ciclo de vida de un árbol...

si solo vives un día.

Si la vida humana durara solo un día
y viviéramos en el invierno,

entonces vivirías toda tu vida

sin ver un árbol con hojas.

Y habrían muchas generaciones humanas

que vivirían durante ese invierno

por lo que solo tendrías acceso
a un libro de historia

que te dirá que los árboles
son siempre palos sin vida

que no hacen nada.

Por supuesto, esto es ridículo.

Sabemos que los árboles
esperan el verano

para poder reactivarse.

Pero si la vida humana

fuera considerablemente más corta
que la de los árboles,

podríamos estar completamente ajenos
a este hecho totalmente mundano.

Cuando decimos que estos microbios
del subsuelo profundo son solo latentes,

¿acaso somos como la gente
que vive solo un día

e intenta descubrir
cómo funcionan los árboles?

¿Qué tal si los organismos del subsuelo

solo están esperando
su versión del verano,

pero nuestras vidas son
muy cortas para poderlos ver?

Si tomas E. coli y la encierras
en un tubo de ensayo,

sin comida o nutrientes,

y la dejas allí durante meses o años,

la mayoría de las células mueren,
porque se mueren de hambre.

Pero algunas de las células sobreviven.

Si tomas esas viejas
células sobrevivientes

y las pones a competir,
también en condiciones de inanición,

en contra de una nuevo cultivo
de E. coli que crece rápidamente,

los viejos y duros muchachos
derrotan a los recién llegados

todas las veces.

Entonces, esto es evidencia de que
en realidad hay una recompensa evolutiva

por ser muy lento.

Entonces es posible

que tal vez no debamos equiparar
ser lento con ser poco importante.

Tal vez estos microbios
fuera de la vista y de la mente

podrían ser útiles para la humanidad.

De acuerdo, sabemos que,

hay dos formas de vivir en el subsuelo.

La primera es esperar que la comida
te caiga del mundo de la superficie,

como tratar de comer las sobras de
un picnic que ocurrió hace 1000 años.

Que es una forma loca de vivir,

pero funciona increíblemente
para muchos microbios en la tierra.

La otra posibilidad es que
un microbio diga, simplemente:

"No, no necesito el mundo superficial.

Estoy bien aquí abajo".

Los microbios que eligen esta ruta,

tienen que obtener todo
lo que necesitan para sobrevivir

del interior de la tierra.

Algunas cosas son fáciles
de conseguir para ellos.

Son muy abundantes dentro de la tierra,

como el agua o los nutrientes,
como el nitrógeno, el hierro y el fósforo,

o lugares para vivir.

Estas son cosas que literalmente
nos matamos para conseguir

en el mundo superficial.

Pero en el subsuelo, el problema
es hallar suficiente energía.

En la superficie,

las plantas pueden tejer químicamente
el dióxido de carbono en azúcares sabrosos

tan pronto los fotones del sol
tocan sus hojas.

Pero en el subsuelo,
por supuesto, no hay luz solar,

y este ecosistema
debe resolver el problema

de quién hará alimentos para todos.

El subsuelo necesita algo como una planta

pero que respire rocas.

Por suerte, tal cosa existe,

y se llama un quimiolitoautótrofo.

(Risas)

Que es un microbio que
usa sustancias químicas, "quimio",

de las rocas, "lito",

para hacer comida, "autótrofo".

Y pueden hacerlo con
muchos elementos diferentes.

Pueden hacerlo con azufre,
hierro, manganeso, nitrógeno, carbono,

algunos de ellos pueden usar
electrones puros, directamente.

Como si cortaras el extremo
de un cable eléctrico

y ellos lo respiran como un tubo de buceo.

(Risas)

Estos quimiolitoautótrofos

toman la energía que obtienen
de estos procesos

y la usan para hacer alimentos,
como las plantas.

Pero sabemos que las plantas hacen más
que solo producir comida.

También producen un desecho, oxígeno,

del cual dependemos en un 100 %.

Pero el desecho producido
por estos quimiolitoautótrofos

es a menudo en forma de minerales,

como óxido o pirita, el oro de los tontos

o carminitas, como la caliza.

Entonces, lo que tenemos son microbios,
que son muy, muy lentos, como las rocas,

que obtienen su energía de las rocas,

que producen residuos
que son otras rocas.

Entonces, ¿estoy hablando de biología,
o estoy hablando de geología?

Esto realmente tiene líneas borrosas.

(Risas)

Entonces, si voy a hacer esto

y voy a ser un biólogo
que estudia los microbios

que actúan como rocas,

entonces probablemente
debería comenzar a estudiar geología.

¿Y qué es lo más genial de la geología?

Los volcanes.

(Risas)

Esto es mirando dentro del cráter
del Volcán Poás en Costa Rica.

Muchos volcanes en la tierra surgen
porque una placa tectónica oceánica

se estrella contra una placa continental.

A medida que esta placa oceánica subduce

o es movida debajo
de esta placa continental,

cosas como agua y dióxido de carbono
y otros materiales,

se exprimen como
escurriendo un paño mojado.

De esta manera, zonas de subducción
son como portales dentro de la tierra,

donde materiales se intercambian entre
la superficie y el mundo subterráneo.

Algunos de mis colegas en
Costa Rica me invitaron recientemente

a trabajar con ellos
en algunos de los volcanes.

Y, por supuesto, dije que sí,
porque, Costa Rica es hermosa,

y porque está en la parte superior
de una de estas zonas de subducción.

Queríamos hacer
una pregunta muy específica:

¿por qué el dióxido de carbono

que sale de esta placa tectónica
oceánica muy enterrada

solo sale por los volcanes?

¿Por qué no lo vemos distribuido
en toda la zona de subducción?

¿Los microbios tienen algo
que ver con eso?

Esta es una foto mía
dentro del Volcán Poás

junto con mi colega Donato Giovannelli.

Ese lago en el que estamos parados
está hecho de ácido de batería puro.

Lo sé porque estábamos midiendo
el pH cuando se tomó esta fotografía.

En un momento mientras
trabajábamos dentro del cráter

me dirigí a mi colega costarricense,
Carlos Ramírez, y le dije:

"Muy bien, si esto comienza
a estallar en este momento,

¿cuál es la estrategia de salida?".

Y él dijo: "Oh, sí,
buena pregunta, es muy simple.

Solo date la vuelta
y disfruta el paisaje".

(Risas)

"Porque será tu última vez".

(Risas)

Puede parecer que estaba
siendo demasiado dramático,

pero 54 días después
que estuve en ese lago,

sucedió esto.

Público: ¡Oh!

Muy aterrador, ¿verdad?

(Risas)

Fue la erupción más grande que
el volcán tuvo en más de 60 años,

y poco después de que el vídeo terminó,

la cámara que grababa el vídeo se destruyó

y todo el lago que
habíamos muestreado

se evaporó por completo.

Pero también quiero dejar en claro

que estábamos muy seguros
de que esto no iba a pasar

el día que estábamos en el volcán,

porque Costa Rica monitorea
sus volcanes cuidadosamente

a través del Instituto OVSICORI,

y habían científicos de ese instituto
con nosotros en ese día.

Pero el hecho que entró en erupción
muestra perfectamente

que si quieren buscar

por dónde sale el gas de dióxido
de carbono de la placa oceánica,

no hace falta buscarlo
más allá de los volcanes.

Pero si vas a Costa Rica,

puedes ver que además de estos volcanes

hay muchas pequeñas fuentes termales
por todos los lugares.

Parte del agua en estas aguas termales
en realidad burbujea

a partir de esta placa oceánica
muy enterrada.

Y nuestra hipótesis era
que debería haber dióxido de carbono

burbujeando con el agua,

pero algo subterráneo
lo estaba filtrando.

Así que pasamos dos semanas
conduciendo por Costa Rica,

muestreando todas las termas
que encontramos...

déjenme decirles, fue horrible.

Y luego pasamos los siguientes dos años
midiendo y analizando datos.

Y si no eres un científico, te diré
que los grandes descubrimientos

no ocurren realmente en una hermosa
fuente termal o en un escenario público;

pasan cuando estás encorvado
sobre una computadora desordenada

o estás solucionando problemas
con un equipo difícil

o charlando en Skype con colegas

porque estás completamente
confundido con tus datos.

Los descubrimientos científicos,
como los microbios del subsuelo,

pueden ser muy, muy lentos.

Pero en nuestro caso,
realmente valió la pena.

Descubrimos que, literalmente,
toneladas de dióxido de carbono

salían de esta placa oceánica
profundamente enterrada.

Y lo que lo mantenía bajo tierra

y evitaba que se liberara a la atmósfera

era que, en el fondo,

debajo de todos los perezosos
y tucanes adorables de Costa Rica,

estaban los quimiolitoautótrofos.

Estos microbios y los procesos químicos
que ocurrían a su alrededor

convierten el dióxido de carbono
en mineral de carbonato

y guardándolo bajo tierra.

Lo que hace que te preguntes:

Si estos procesos de subsuelo
son tan buenos para absorber

todo el dióxido de carbono
que viene de abajo de ellos,

¿podrían también ayudarnos
con el problema de carbono

que tenemos en la superficie?

Los seres humanos liberan suficiente
dióxido de carbono en nuestra atmósfera,

por lo que estamos disminuyendo
la capacidad de nuestro planeta

para sustentar la vida como la conocemos.

Los científicos, ingenieros y empresarios

trabajan en métodos
para extraer el dióxido de carbono

de estas fuentes puntuales,

para que no se liberen a la atmósfera.

Y deben ponerlo en algún lugar.

Por esta razón,

debemos seguir estudiando los lugares
para almacenar este carbono,

posiblemente en el subsuelo,

para saber qué sucederá con
el carbono cuando vaya allí.

¿Serán los microbios del subsuelo
un problema porque son muy lentos

para mantener algo ahí abajo?

¿O serán útiles

porque ayudarán a convertir estas cosas
en minerales de carbonatos sólido?

Si podemos lograr un avance tan grande

solo con un estudio
que hicimos en Costa Rica,

imagina qué más espera
para ser descubierto allí abajo.

Este nuevo campo de la geo-bioquímica,
o la biología del subsuelo profundo,

o como quieran llamarlo,

tendrá enormes implicaciones,

no solo para mitigar el cambio climático,

sino también para entender
cómo la vida y la tierra coevolucionan,

o encontrar nuevos productos útiles
para aplicaciones industriales o médicas.

Tal vez para predecir terremotos

o encontrar vida en otros planetas.

También podría ayudarnos a entender
el origen de la vida misma.

Afortunadamente,
no tengo que hacerlo sola.

Tengo colegas increíbles en todo el mundo

que están descifrando los misterios
del profundo mundo subterráneo.

Puede parecer que la vida enterrada
en lo profundo de la corteza terrestre

está tan lejos de nuestras experiencias
diarias que es irrelevante.

Pero la verdad es
que esta vida extraña y lenta

puede tener las respuestas
para algunos de los misterios más grandes

de la vida en la tierra.

Gracias.

(Aplausos)