Un lago volcánico con agua cercana a la ebullición, concentraciones elevadas de metales y una acidez comparable a la de una batería parece uno de los últimos lugares donde buscar vida.
Sin embargo, algunos microorganismos han conseguido convertir estos ambientes en su hogar.
Un ejemplo extraordinario es Laguna Caliente, en el volcán Poás de Costa Rica, donde se han registrado temperaturas desde valores ambientales hasta casi 100 °C y un pH que puede bajar incluso de cero. Los análisis genéticos han encontrado allí comunidades extremadamente poco diversas, dominadas en algunos muestreos por bacterias del género Acidiphilium.
Su supervivencia depende de auténticos mecanismos de defensa microscópicos.
El primer desafío es impedir que el ácido entre en la célula
Una concentración elevada de protones —iones H+— es precisamente lo que define un ambiente ácido.
Si demasiados penetran en una célula, pueden alterar proteínas, enzimas y otros procesos esenciales. Por eso muchos microorganismos acidófilos mantienen su interior mucho menos ácido que el entorno que los rodea.
Una de sus principales defensas es una membrana especialmente poco permeable a los protones. En algunas arqueas, los lípidos presentan enlaces éter y pueden formar estructuras de tetraéter extremadamente resistentes al calor y a la acidez.
Además, algunos acidófilos mantienen un potencial eléctrico positivo en el interior celular, lo que contribuye a dificultar la entrada de protones, que también tienen carga positiva.
Si el ácido consigue entrar, tienen sistemas para expulsarlo
Ninguna barrera es perfecta.
Por eso estos microorganismos cuentan también con mecanismos para mantener estable su pH interno. En muestras del Poás se han identificado genes relacionados con el transporte y expulsión de protones, además de sistemas que consumen protones mediante reacciones químicas.
También aparecen proteínas de respuesta al estrés térmico capaces de ayudar a mantener correctamente plegadas otras proteínas cuando las condiciones se vuelven extremas.
En otras palabras, no son organismos indestructibles: disponen de una maquinaria molecular especialmente preparada para reparar continuamente los daños.
Pueden obtener energía de sustancias que para nosotros son tóxicas
Sobrevivir es solo una parte del problema. También necesitan energía.
Los estudios metagenómicos realizados en Laguna Caliente han identificado genes compatibles con oxidación de azufre, hierro y arsénico, además de rutas para utilizar azúcares y fijar carbono.
También aparecieron genes asociados a la producción de polihidroxibutirato (PHB), un polímero que algunos microorganismos utilizan como reserva de carbono y energía cuando escasean los nutrientes.
Esta versatilidad resulta especialmente útil en un volcán activo, donde las condiciones químicas pueden cambiar violentamente después de una erupción.
Pero incluso estos organismos tienen un límite
Dallol, en la depresión de Danakil de Etiopía, demuestra que tener agua líquida no garantiza que pueda existir vida.
Investigaciones realizadas en la zona encontraron arqueas en numerosos ambientes extremos, pero no detectaron vida activa en algunas piscinas que combinan acidez extrema, salinidad elevada y grandes concentraciones de sales de magnesio y calcio. Estas mezclas reducen la disponibilidad del agua y pueden desestabilizar las moléculas necesarias para la vida.
Y precisamente por eso estos lugares interesan tanto a los astrobiólogos.
Estudiar dónde la vida terrestre consigue sobrevivir —y dónde finalmente fracasa— permite establecer límites para buscar organismos fuera de nuestro planeta. Marte tuvo antiguos sistemas hidrotermales ácidos, mientras que otros mundos podrían esconder ambientes igualmente extremos.
Los microbios de estos lagos volcánicos demuestran que la frontera de lo habitable está mucho más lejos de lo que nuestra propia biología podría hacernos pensar.
