Bacterias atrapadas en inclusiones de cristal encontradas 'vivas' después de 50.000 años: ¿qué estaban comiendo todo ese tiempo?

El artículo de phys.org Los biólogos encuentran una extraña vida en una cueva que puede tener 50 000 años describe el anuncio de la directora del Instituto de Astrobiología de la NASA, Penélope Boston , en la reunión de la AAAS de 2017 ( 1 ) de microorganismos encontrados en pequeñas inclusiones dentro de cristales de [sulfato de calcio][] (yeso) hidratado que había crecido bajo el agua en una cueva en Naica, México. Se estima que algunos de estos organismos se han aislado dentro de las inclusiones durante 50.000 años y, sin embargo, pueden crecer y reproducirse cuando se extraen cuidadosamente y se les proporcionan nutrientes quimiosintéticos frescos.

( Entrevista de BBC Radio con Penélope Boston)

Este descubrimiento en particular se acaba de anunciar formalmente, por lo que aún no hay material revisado por pares para leer, pero es posible que alguien aquí en Biology SE haya asistido a la reunión o haya leído más sobre el anuncio.

50.000 años es mucho tiempo (para una bacteria, no para un cristal), y si entiendo bien la fuente de energía de estos organismos es la quimiosíntesis. En pocas palabras, ¿no habrían consumido toda su comida y muerto? Estoy pensando que el cristal es un buen aislante eléctrico y la cueva estaba oscura, por lo que no podía haber fuentes de energía externas para reponer el estado de oxidación del hierro o el azufre o lo que sea que estuvieran comiendo.

La temperatura elevada y la radiación ubicua habrían presentado una fuente potencial implacable para los mecanismos de daño del ADN, y la reparación requeriría un suministro constante de energía. Así que supongo que tenía que haber alguna fuente mínima de energía para mantenerlos viables, si no realmente 'vivos' durante 50.000 años.

¿Es este pensamiento más o menos correcto? Si es así, ¿cuál podría haber sido esa fuente de energía?


Abajo: Cristales de yeso gigantes en una cueva en Naica, México, de aquí . Tenga en cuenta la persona de la escala en la parte inferior derecha.

ingrese la descripción de la imagen aquí


(1) Actualmente, todos los enlaces de la reunión de AAAS de 2017 están redirigiendo a la reunión de 2018, por lo que no puedo encontrar un enlace a la charla o sesión en particular.

No hay etiqueta de quimiosíntesis.
ahora hay uno!

Respuestas (2)

La pregunta es interesante, pero debo decir que es demasiado pronto para decir algo. Pero déjame decirte lo que puedo.

La latencia, en primer lugar, es un estado en el que todas las actividades metabólicas de un organismo se detienen o se ralentizan temporalmente, y cuando digo todas , literalmente lo digo en serio. La latencia se puede considerar, en términos sencillos, como un nivel molecular de hibernación. Cualquier organismo, en estado latente, realiza todo tipo de actividades, pero a cámara superlenta. Una vez más, no sabemos nada acerca de esos microbios, así que solo puedo decir los mecanismos actualmente conocidos por los cuales esos microbios podrían haber sobrevivido. yeso, es decir C a S O 4 .2 H 2 O contiene sulfato ( S O 4 2 ), por lo que esos microbios (permítanme llamarlos X a partir de ahora) deben ser metabolizadores de azufre para sobrevivir. Ahora, los mecanismos conocidos del metabolismo del azufre incluyen:

  • oxidación de azufre
  • reducción de sulfato
  • reducción de sulfito

que se resumen como:

metabolismo del azufrefuente

Ahora, con sulfato ya disponible de yeso (considerando la disociación) como:

C a S O 4 .2 H 2 O C a 2 + + S O 4 2 + 2 H 2 O

Las reacciones que puede realizar son reducción de sulfato y reducción de sulfito. Algunos de los mecanismos son:

metabolismo del sulfatofuente

En la presencia de C O 2 , la glucosa también se puede formar como:

12 H 2 S + 6 C O 2 C 6 H 12 O 6 + 6 H 2 O + 12 S

Lo requerido C O 2 podría provenir de la respiración. Durante la inactividad, este proceso se ralentiza mucho, por lo que X puede haber sobrevivido tanto tiempo solo con este proceso.

Nuevamente, este es solo el mecanismo conocido, X puede haber desarrollado otro mecanismo, posiblemente incluso más eficiente. El ejemplo anterior fue solo para sugerir cómo X podría haber sobrevivido en cristales de yeso durante 50 mil años. No sabemos nada acerca de X todavía. Del artículo que cita:

Si se confirma, el hallazgo es otro ejemplo más de cómo los microbios pueden sobrevivir en condiciones extremadamente duras en la Tierra.

lo que significa que ni siquiera sabemos todavía si son realmente viables o no.

Las formas de vida, 40 cepas diferentes de microbios e incluso algunos virus, son tan extrañas que sus parientes más cercanos todavía tienen un 10 por ciento de diferencia genética. Eso hace que su pariente más cercano todavía esté bastante lejos, casi tan lejos como los humanos de los hongos, dijo Boston.

Ahora, los virus no están vivos. Y el 90% de similitud significa mucha diferencia, lo que significa que casi con certeza tienen diferentes mecanismos de supervivencia. Por último, quisiera recordar nuevamente que es demasiado pronto para decir algo a menos que se realicen y publiquen algunos estudios científicos.

PS hablando de fuente de energía, incluso el calor y la radiación del medio ambiente podrían usarse como fuente de energía. Obviamente, aprovechar la energía directamente del calor externo es bastante difícil, pero cuando uno encuentra hongos que usan radiación para crecer, ¡nunca se sabe!

Esta es exactamente la respuesta que esperaba. Antecedentes para poner la pregunta en perspectiva, la posibilidad de que participen componentes del propio cristal, y mucha precaución para no sacar ninguna conclusión hasta que el negocio normal de la ciencia siga su curso. ¡Gracias! (Los hongos masticadores de radiación me abrieron los ojos, no había oído hablar de eso antes).
De la entrevista de radio tuve la impresión de que algunas cosas eran de hecho viables, pero es posible que no sean simultáneamente las cosas viejas de 50Ky. Volveré a escuchar en algún momento y esperaré a que se escriba y publique más en el futuro.
tenga en cuenta que la cueva en cuestión es tan caliente que los humanos solo pueden ingresar con trajes especiales de enfriamiento, e incluso así solo por períodos cortos de tiempo.
@john ese es un buen punto, pero no puedo entender cómo se relaciona con la pregunta... :/
A altas temperaturas, tiene una gama más amplia de reacciones con las que trabajar. Tales como reacciones de azufre de hierro.
@john hablando de una gama más amplia, resulta como una ventaja que las reacciones de azufre de hierro también son las que ya conocemos, ¡quién sabe qué tipo de reacciones podrían realizar esos microbios! ;)
¡Gracias por la gran respuesta! Tengo el presentimiento de que no debería contener la respiración para que se anuncien pronto conclusiones/consensos.
@uhoh, sí, la investigación lleva bastante tiempo, por lo que una mejor respuesta podría llevar años más o menos :)
... e incluso una respuesta con nueva información puede no ser una "mejor respuesta" en términos de ser útil o completa. ¡Estos "ecosistemas no estándar" (que se ven diferentes al conejo que se come la planta y devuelve nitrógeno que recuerdo de la escuela) son fascinantes!

¿Por qué presupone que las bacterias necesitan "comer" algo todo el tiempo para sobrevivir? Permítanme darles un ejemplo: si tomo un lote de mil millones de bacterias, lo arrojo sobre un meteorito y lo dejo bañar en la "luz del sol" en el espacio durante un millón de años, luego lo llevo de vuelta a la Tierra, lo pongo en un cultivo donde las bacterias pueden volver a crecer y de esos miles de millones de bacterias, una sola pudo reiniciar su metabolismo y hacer crecer una nueva colonia de miles de millones de bacterias, ¿lo consideraría vivo todos esos años que estuvo en el espacio? Especialmente, cuando se trata de bacterias, porque son tan pequeñas que fácilmente pueden convertirse en grandes cantidades y si solo una pequeña fracción de ellas logra sobrevivir, tienes Life Immortal.

La cuestión de la vida es que puede parecer bastante, a falta de una palabra mejor, "muerta" durante mucho tiempo y, a pesar de no tener la "necesidad" de comer nada, puede (cuando se dan las condiciones adecuadas) florecer de nuevo a su potencial completo. La vida puede ser bastante resistente y las biomoléculas permanecen intactas durante largos períodos de tiempo, por lo que la pregunta: "¿De qué se alimenta?" se puede suponer como-"¿Puede sobrevivir sin olor durante tanto tiempo?". Y ser en algún momento la respuesta es-¡Sí!

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Lea la pregunta nuevamente y tenga en cuenta que he mencionado el mecanismo molecular de reparación del ADN. A menos que me equivoque, estos están hidratados: bacterias o algunos organismos que flotan completamente constituidos en agua. En esas condiciones, durante 50.000 años, sugiero que se necesita al menos una cantidad mínima de energía para reparar el daño inevitable del ADN. Si puede citar un ejemplo específico conocido de organismos unicelulares hidratados que permanecen durante 50,000 años sin ninguna fuente de energía, proporcione un enlace. Escribo con cuidadosas restricciones a esta situación específica .
Tal como está ahora, su respuesta vaga por todos lados y no es útil. Empiezas formulando mal mi pregunta y luego, literalmente, vas al espacio exterior desde allí.
No creo que la analogía del espacio esté fuera de contexto aquí, pero no desperdiciemos más espacio con esto, pero no profundizaremos en el tema.
La pregunta es entonces "¿Realmente las bacterias necesitan una fuente de energía para evitar que se descompongan, verdad? ¿Es esta su pregunta específica?"
Intente abordar la pregunta tal como está escrita, ¡gracias!
La pregunta es entonces "¿Realmente las bacterias necesitan una fuente de energía para evitar que se descompongan, verdad?" Si es así, hay dos respuestas posibles: la primera es que la cantidad de bacterias es lo suficientemente grande y su mutación lo suficientemente lenta como para dejar sobrevivientes después de 50,000 años. La otra es la posibilidad del metabolismo del azufre discutida en la respuesta anterior. También sugeriría la posibilidad de que estos microbios puedan producir esporas o sintetizar protectores especiales para prolongar su latencia, pero como dice el artículo, todavía no sabemos lo suficiente sobre ellos. ¿Qué tal esa respuesta?
@YordanYordanov, ha escrito una buena respuesta, pero se perdió un punto crucial: ¡situación! El OP quiere saber sobre el caso específico de bacterias recientemente descubiertas, no un caso general. Por lo tanto, intente ser lo más específico posible sobre este caso, y entonces se garantiza un +1 de mi parte;)
Gracias, otro "Homo sapiens", pero creo que la información proporcionada en el material de origen es muy poca por ahora para sacar conclusiones precipitadas. Si podemos saber más sobre el metabolismo o la relación de estas bacterias con otros géneros, creo que podemos hacer mejores sugerencias. Pero a mi modo de ver, primero deberíamos esperar el documento formal o al menos la NASA para darnos algo más sobre su genética y taxonomía. ¿Qué tal esta respuesta?