Los volcanes submarinos hidrotermalmente activos representan gran parte del vulcanismo de la Tierra y son puntos biológicos críticos ricos en minerales, aunque se sabe muy poco sobre la dinámica de la diversidad microbiana en estos sistemas.
Esta semana, Anna-Louise Reysenbach y sus colegas muestran en PNAS que en uno de esos volcanes, el volcán de arco submarino Brothers, en el NE de Nueva Zelanda, la historia geológica y las trayectorias de los fluidos hidrotermales subsuperficiales dan testimonio de la complejidad de la composición microbiana en el lecho marino y también brindan información sobre cómo los procesos subsuperficiales pasados y presentes podrían quedar impresos en la diversidad microbiana.
«Los microbios en las fuentes termales en todas partes obtienen su energía en parte de la geoquímica del agua/fluidos calientes. Es lo mismo para las fuentes termales del fondo marino del volcán Brothers. Dado que los sistemas hidrotermales influenciados por el agua de mar y el gas magmático coexisten en Brothers, predijimos que los microbios en los sitios del cono magmático activo serían muy diferentes de los de la pared de la caldera que se ven afectados en gran medida por el agua de mar modificada», dijo Reysenbach, profesora de Microbiología en la Universidad Estatal de Portland.
Pero lo que no esperaban era que también hubiera dos comunidades microbianas muy diferentes muy próximas entre sí en la pared de la caldera.
De las recientes mediciones geofísicas y de perforación del Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos (IODP), hay evidencia de que después del colapso de la caldera volcánica del estratovolcán original para formar la caldera actual, el primer sistema hidrotermal magmático quedó sobreimpreso por un sistema más dominado por agua de mar.
Imagen: Venteo hidrotermal de gas magmático en el sitio del Cono en el volcán Brothers. Imagen cortesía de Anna-Louise Reysenbach
Los autores muestran que una de las comunidades de la caldera se alinea con los microbios de los respiraderos hidrotermales influenciados magmáticamente del cono más reciente que ha crecido en el suelo de la caldera. Es probable que una combinación de diferentes ensamblajes minerales del subsuelo intersectados por los fluidos hidrotermales circulantes ayude a dar forma a distintas comunidades microbianas en la pared de la caldera.
«Habiendo estudiado el volcán Brothers durante 20 años, este trabajo realmente me asombró porque por primera vez pude unir los puntos de los gases magmáticos y los fluidos hidrotermales hasta las comunidades microbianas», dijo el coautor Cornel de Ronde, científico principal de GNS Science, New Zelanda.
Este estudio también describe más de 90 nuevas familias de bacterias y arqueas, y casi 300 géneros previamente desconocidos, destacando lo poco que sabemos sobre la biodiversidad en estos sistemas y cómo la complejidad de la geología del subsuelo puede contribuir a una alta biodiversidad microbiana.
Además, estos sitios comprenden muchos microbios simbióticos y potencialmente ramificados, cuyo estudio prospectivo contribuirá a nuestra comprensión de la evolución de la vida en la Tierra y las interacciones que dan forma a las comunidades del subsuelo.
«Espero que este trabajo anime a otros a ver que la geología, la geoquímica e incluso la geofísica pueden ir de la mano con los estudios microbianos. Solo tienes que traducir las distintas piezas de información a un lenguaje que sea entendido por todos, entonces descubrirás nuevos paradigmas», dijo de Ronde.
Los hallazos se publican en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS): Complex subsurface hydrothermal fluid mixing at a submarine arc volcano supports distinct and highly diverse microbial communities.
Vía: Vistaalmar