Científicos españoles inician una campaña en el desierto chileno de Atacama

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Desierto de Atacama. Norte de Chile

Uno de los objetivos del proyecto “Detección de biomoléculas en exploración planetaria”, subvencionado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España (proyecto Nº: AYA2008_0413), consiste en la validación del denominado LDCHIP (Life Detector CHIP), un chip (o microarray) que contiene más de 300 anticuerpos frente a diferentes microorganismos y compuestos biológicos, para ser utilizado en exploración planetaria.

Además, es imprescindible probar el LDCHIP integrado en el instrumento SOLID (Parro et al., 2005; 2006; 2008), equipo que permite el análisis automático de las muestras in situ. Los ensayos in situ en ambientes reconocidos por la comunidad científica como análogos terrestres de Marte son imprescindibles para validar nuestra tecnología, aumentar el TRL (Technological Readiness Level), y afrontar con garantías de éxito la inclusión en futuras misiones espaciales. Además, el análisis de las muestras frescas asegura la conservación de todos los biomarcadores, algo que ya no es posible confirmar en caso de transporte al laboratorio.

El desierto de Atacama constituye uno de los mejores ejemplos de análogos terrestres de Marte, especialmente en lo que se refiere a la limitación de agua líquida (menos de 25 mm de precipitación anual, Bevacqua, 1991), temperaturas extremas en el ciclo día-noche (+50→-20), alta radiación UV, y algo tan importante como la acumulación de óxidantes en las capas superficiales del suelo (Quinn et al., 2005).

Las extremas condiciones que se dan en la superficie de Marte (bajas temperaturas, ausencia de agua líquida y alta radiación) hacen muy difícil si no imposible la presencia de vida a nivel superficial. Es ya un consenso científico que la búsqueda de materia viva o restos de biomarcadores han de buscarse en el subsuelo marciano, y posiblemente a una profundidad inferior a 2 m (Kminek and Bada, 2006). De hecho la misión ExoMars de la ESA tiene como objetivo la búsqueda de vida o sus restos mediante el análisis de muestras obtenidas de una perforación de al menos 2 m. Por otro lado, Dartnell et al. (2007) tras una serie de experimentos de simulación del efecto de la radiación solar sobre material biológico (bacterias) sugieren una profundidad mínima de 7.5 m para poder encontrar células viable criopreservadas.

El desierto de Atacama viene siendo utilizado por diferentes grupos de NASA como ambiente modelo desde años (Cabrol et al., 2001; Cameron, 1969b; Glavin et al., 2004; Shafaat et al., 2005; Skelley et al., 2005). Sin embargo muy pocos trabajos se han centrado en el estudio de la microbiología y los biomarcadores del subsuelo. En una búsqueda bibliográfica solo encontramos el trabajo de Lester y col. (2007) en el que describen someramente la microbiología desde la superficie hasta 15 centímetros de profundidad, pero nadie ha realizado tareas de perforación como las que se proponen en este proyecto. Se han hecho perforaciones para hacer estudios paleoclimáticos, como el descrito por Bobst et al. (2001), donde estudian variaciones climáticas a lo largo de 100 m de testigo en el Salar de Atacama (23º S 68º O).

Los estudios de microbiología y detección de vida en Atacama se han centrado principalmente en la superficie o muy próxima a ella (Weinstein et al., 2008; Carbol et al., 2007; Piatek et al., 2007; Lester et al., 2007; Navarro-González et al., 2003). Carbol y col. (2007) utilizaron un sistema de detección de fluorescencia a bordo de un rover (Zoe) para detectar señales de material biológico fluorescente (ej. clorofila) a lo largo de diferentes transeptos. Piatek y col. (2007) utilizaron un sistema combinado de rover en campo y análisis de imágenes orbitales. La instrumentación de campo incluía dos espectrómetros (VNIR reflectancia y emission TIR) y un detector de neutrones; mientras la instrumentación orbital consistía en un espectrómetro visible/infrarrojo cercano (VNIR) y un infrarrojo térmico (TIR) para examinar la mineralogía, geomorfología y el potencial de clorofila en los sitios de campo.

No encontramos en la literatura ningún estudio sistemático para la búsqueda de vida o restos de ella ni la microbiología del subsuelo de Atacama por debajo de 10-15 cm. En ningún estudio se utilizan técnicas basadas en biosensores inmunológicos. Por tanto, proponemos, en colaboración con los doctores Guillermo Chong Díaz y Cecilia Demergasso (Universidad Católica del Norte), una campaña de corta duración (7-8 días reales en campo) que consistirá básicamente en el análisis in situ tanto de muestras superficiales como del subsuelo.

Para esto último se pretende hacer de 2 a 4 perforaciones de entre 2 y 5 metros de profundidad con una máquina perforadora a gasolina. Las muestras se someterán a diferentes análisis: Geológico, mineralógico, geoquímico, biológico....Se analizarán in situ con LDCHIP300 tanto en SOLID3 como con el procedimiento convencional (disponemos de equipo auxiliar de campo), así como en la toma de muestras para posterior procesado en el laboratorio y validación con otras técnicas moleculares (extracción de DNA, clonaje y secuenciación, etc).

Debido a la baja actividad del agua (rayando el umbral metabólico) la degradación de la materia viva es más lenta, de manera que es posible encontrar biomarcadores de microorganismos muertos cuyos componentes aún perduran. Lester y col., (2007) estudiaron la microflora del desierto de Atacama en un lugar próximo a Yungay (Surface and subsurface soils were collected near Yungay at 11:00–11:30 AM local time, 1 November 2003, S 241 00.7330 W 691 52.0080, elevation 1460 m) tanto en superficie como a 7 y 15 cm de profundidad. Midiendo el patrón de ácidos grasos de fosfolípidos, determinaron la presencia de Actinobacterias, Proteobacterias y Firmicutes, estos últimos preferentemente en el subsuelo, y un recuento total de bacterias viables en placa de 103-104 por gramo de suelo. Mediante clonaje y secuenciación del gen rRNA 16S determinaron la presencia de microorganismos de los siguientes grupos: Rhodopseudomonas, Sphingomonas sp., Mesorhizobium sp., Asticcacaulis sp., Bradyrhizobium sp., Bacillus subtilis, Bacillus pumilus, and Burkholderia sp.

Hasta la fecha, se han reportado diversos datos sobre el contenido microbiológico de Atacama, desde la casi esterilidad hasta 107 células por gramo, lo cual da idea de la gran heterogeneidad de la microbiología en función de la localización y el tiempo de muestreo.

Investigadores de la NASA consideran el desierto de Atacama como un ambiente análogo de Marte y han utilizado su geografía para probar instrumentación destinada a la detección de vida en Marte (Cabrol et al., 2001; Cameron, 1969b; Glavin et al., 2004; Shafaat et al., 2005; Skelley et al., 2005). Sin embargo, hay que ser cutelosos a la hora de extraer conclusiones, puesto que la heterogeneidad de la distribución microbiológica en Atacama es amplia y oscila entre cercana a la esterilidad hasta contenidos celulares de 107 por gramo (ref).