Explore Programa Nacional de Divulgación y Valoración de la Ciencia y la Tecnología

• No se ha encontrado un solo lugar en el planeta donde no exista vida, incluso en las condiciones más inhóspitas donde la vida humana es inviable.
• Los microorganismos que habitan en los límites de la vida, llamados extremófilos, podrían albergar los secretos de la evolución y la supervivencia, tanto en la Tierra como en otros planetas.

Descubrir las claves de la supervivencia de los extremófilos, es la motivación de Cristina Dorador.

La bióloga de la Universidad de Chile y académica de la Universidad de Antofagasta Cristina Dorador, es experta en ecología microbiana y en la última década ha concentrado su trabajo en los salares del Altiplano y el Desierto de Atacama, donde estudia a los extremófilos, microorganismos que sobreviven a la radiación ultravioleta y temperaturas que están entre las más altas del planeta y que podrían ser clave para comprender los orígenes de la vida.

El Desierto de Atacama es muy similar a Marte, por esto la NASA lo usa como campo de pruebas para sus vehículos robóticos, the “rovers”,en,Today we are living what I call "microbial revolution" because thanks to the use of new techniques for mass sequencing of ribonucleic acid,es,We have been able to visualize this enormous diversity that is present in all environments,es,They have also considerably improve our computational capabilities,es,We currently have large machines to process this amount of data in the area of ​​genomics and metagenomics,es,Thanks to all these advances,es,We have been able to better understand how these organic systems are working,es,What relationship have microorganisms with climate change,es,In my current research,es,I am studying the production of greenhouse gases in the salt flats,es, que recorren el planeta rojo en este mismo instante. Con el reciente hallazgo de agua en la superficie marciana se abre la posibilidad de encontrar alguna forma de vida, organismos que evolucionaron de modos que aún ignoramos, y cuyo hallazgo podría responder una de las preguntas más antiguas de la humanidad. Esa respuesta podría originarse en Chile.

Vida en Marte. ¿Es posible afirmar que existe vida en el agua marciana?
Es difícil plantear una hipótesis de que los mismos organismos que están acá en la Tierra estén en Marte, sin embargo lo que sí podríamos especular es que según lo que ha informado la NASA, con la confirmación de que hay agua en estado líquido que fluye naturalmente, sí habrían algunos ambientes que se dan en el planeta rojo que son similares a los que tenemos acá, como en el Desierto de Atacama en Chile.

Lo interesante es que en esos entornos terráqueos equivalentes sí se han encontrado organismos extremófilos. Por lo tanto, esto da pie para poder imaginarse que si las condiciones son muy similares, podría o pudo existir algún organismo en Marte.

¿Dónde o qué tipo de vida se podría encontrar en Marte?
Como el tercer planeta es análogo en cuanto ambiente, surge la pregunta de estudiar en detalle nuestros ambientes en la Tierra para saber cómo lo están haciendo las bacterias terrestres para vivir, con el fin de que ese conocimiento nos entregue luces de qué buscar en Marte.

Recordemos que lo extremo viene desde el punto de vista del hombre, que lo usa para definir la existencia que se da en ambientes donde se suponía que la vida no se pudiese dar, pero no se han encontrado ambientes en la Tierra donde no exista vida en alguna de sus formas. Lo interesante es en qué condiciones estos organismos lo logran. Hay bacterias que viven en los límites de algunas variables como temperatura y tienen adaptaciones únicas para vivir en esas condiciones.

“Hay bacterias que viven en los límites
de algunas variables como temperatura
y tienen adaptaciones únicas para vivir
en esas condiciones”.

 

¿Se podrían aplicar los resultados de los estudios de los extremófilos terrestres en los hipotéticos organismos extraterrestres?
Primero hay que encontrar un biomarcador de los organismos terrestres que nos entregue luces de cómo viven estos organismos en Marte en condiciones similares. Y después empezar a buscar cómo se hubiesen adaptado a las condiciones específicas de ese planeta.

Aquí falta mucho por descubrir todavía, muchísimo. Hace muy poco se reveló que existen nuevos subdominios de diversidad. Estos nuevas formas de vida estaban completamente invisibles a nuestras herramientas actuales. Usábamos un marcador de un gen que un grupo inmenso de bacterias no lo tiene. Entonces, quizás en Marte estamos buscando lo que conocemos en la Tierra pero nos faltan muchas cosas más por descubrir acá que quizás nos sirvan para ampliar nuestro horizonte de lo qué vamos a escarbar allá.

Revolución microbiana
Tecnología y revolución microbiana. ¿Cómo han influido los avances tecnológicos en tu investigación?
Muchísimo. Hoy estamos viviendo lo que yo llamo “revolución microbiana” porque gracias al uso de nuevas técnicas de secuenciación masiva de ácido ribonucleico, hemos podido visualizar esta enorme diversidad que está presente en todos los ambientes. Asimismo han mejorado considerablemente nuestras capacidades computacionales, actualmente tenemos grandes máquinas para procesar esta cantidad de datos en el área de la genómica y metagenómica. Gracias a todos estos avances, hemos podido entendido mejor cómo estos sistemas orgánicos están funcionando.

¿Qué relación tienen los microorganismos con el cambio climático?
En mi investigación actual, estoy estudiando la producción de gases de efecto invernadero en los salares, Because these microorganisms would have an important role in global warming,es,Since they are involved both in the gas production processes and in the assimilation processes of these same,es,So what we try to understand is how the salares are finally to the gas sinks,es,They manage to produce and assimilate these emanations at the same time,es,In particular I am with a Fondecyt project to study what is called,es,Rare Biosphere,es,When the mass sequencing studies of DNA began,es,It opened like a kind of black box,es,something that was closed,es,Because we knew very little of the microbial activity,es,With these new techniques we can now go much further,es,Making a simile with astronomy,es. Puesto que están involucrados tanto en los procesos de producción de gases como en los procesos de asimilación de estos mismos. Entonces lo que tratamos de entender es cómo los salares son finalmente al sumideros de gases, pues logran producir y asimilar estas emanaciones al mismo tiempo.

En lo particular estoy con un proyecto Fondecyt para estudiar lo que se llama biosfera rara. Cuando se empezó con los estudios de secuenciación masiva de ADN, se abrió como una especie de caja negra, algo que estaba cerrado, porque sabíamos muy poco de la actividad microbiana. However, con estas nuevas técnicas podemos ir ahora mucho más allá.

Haciendo un símil con la astronomía, It's as if we had a new telescope,es,bigger and powerful,es,So now we can see much further,es,In our scientific discipline we have also developed new instruments in order to look much below,es,What has opened a whole microbial universe,es,We continue to reach the DNA but we have already been able to differentiate many more things that we thought were the same,es,We can now understand that they are impressively different,es,Why are the desert and salt flats one of the primary places for the study of extremophiles,es,Because in those places environmental variability is very large,es,Temperature differences between day and night,es,And the disparities between summer and winter are brutal,es, más grande y potente, entonces ahora podemos ver mucho más allá. En nuestra disciplina científica también hemos desarrollado nuevos instrumentos con el fin de poder mirar mucho más abajo, lo que nos ha abierto todo un universo microbiano. Es decir, seguimos llegando hasta el ADN pero ya hemos podido diferenciar muchas más cosas que antes pensábamos que eran lo mismo. Podemos entender ahora que son impresionantemente distintas.

¿Por qué el desierto y los salares son unos de los lugares primordiales para el estudio de extremófilos?
Porque en esos lugares la variabilidad ambiental es muy grande. Las diferencias de temperatura entre el día y la noche; y las disparidades entre el verano y el invierno son brutales. On the other hand, Mineral wealth is so vast that microorganisms have developed mechanisms for obtaining energy from any element that has an electron turning,es,Of inorganic materials,es,like sulfur or iron,es,Thus environmental diversity makes it reflected in biological diversity,es,Many groups of microbes no,es,were,es,considered because no,es,We "saw them",es,Because they were in,es,Low frequency,es,in other words,es,They were very little abundant,es,There are many different extremophile groups,es,It was first discovered,es,that we knew a very small part of the entire microbial universe that really exists,es,Many groups of microbes were not considered because we did not "see them",es,Because they were in low frequency,es. De materiales inorgánicos, como azufre o hierro, for example. Así la diversidad ambiental hace que se refleje en la diversidad biológica.

“Muchos grupos de microbios no
estaban considerados porque no
los “veíamos”, porque estaban en
baja frecuencia, en otras palabras,
eran muy poco abundantes”.

Existen muchos grupos distintos de extremófilos. En la biosfera rara se descubrió por primera vez, in 2006, que conocíamos una parte muy pequeña de todo el universo microbiano que existe realmente. Muchos grupos de microbios no estaban considerados porque no los “veíamos”, porque estaban en baja frecuencia, en otras palabras, eran muy poco abundantes. The above techniques did not allow them to find them but with the new techniques,es,that are more sensitive,es,It is possible to see them,es,To put it in another way,es,What is in low frequency is what,es,"Down",mi,What are you looking to answer,es,What is your hypothesis,es,My question is what is the functional role of these rare bacteria that are in the salt flats,es,Because due to the high variability mentioned,es,Most likely they are fulfilling a very important role,es,And that we are not considering when making these models of the understanding of the biogeochemical functioning of the Salaries,es,I believe that this rare biosphere are organisms that are also very extreme,es,They are growing in the limits,es,In fact the project is called that,es, que son más sensibles, es posible verlos. Para decirlo de otra manera, lo que está en baja frecuencia es lo “raro”.

¿Qué buscas responder, cuál es tu hipótesis?
Mi pregunta es cuál es el rol funcional de estas bacterias raras que están en los salares. Porque debido a la alta variabilidad que mencionaba, lo más probable es que estén cumpliendo un rol muy importante, y que nosotros no estamos considerando al hacer estos modelos del entendimiento del funcionamiento biogeoquímico de los salares.

Yo creo que esta biosfera rara son organismos que además son muy extremos, están creciendo en los límites, de hecho el proyecto se llama así: "The limits of life",es,To try this we are doing experiments with reactors to the more limit condition that these organisms could support,es,Something that had never been done before,es,Because technology did not exist and now we have the techniques to reveal those small changes,es,The idea is that we finally find that these,es,Rare bacteria,es,They are the ones that better survive the extreme conditions,es,What is the most "weird" of,es,That you have discovered,es,There are certain metabolisms that are very strange for us,es,There are bacteria that use carbon monoxide,es,which is a deadly toxic gas for human beings,es,as heat source,es,It is very strange energetically,es. Para probarlo estamos haciendo experimentos con unos reactores hasta la condición más límite que podrían soportar estos organismos. Algo que nunca se había hecho antes, porque no existía la tecnología y ahora tenemos las técnicas para poder revelar esos cambios tan pequeños. La idea es que finalmente encontremos que estas bacterias raras son las que sobreviven de mejor manera a las condiciones extremas.

¿Qué es lo más “raro” de las bacterias raras que has descubierto?
Hay ciertos metabolismos que para nosotros son muy extraños. Existen bacterias que usan el monóxido de carbono, que es un gas tóxico mortal para los seres humanos, como fuente de calor. Es algo muy extraño energéticamente, And that process occurs here in the Salares and it could be that on Mars also that type of metabolism,es,This is why these systems are really,es,And if one poses any question of the type “Will there be a metabolism based on EQUIS,es,"The answer is probably affirmative,es,And if there,es,The place where to find it is just here,es,In the desert,es,Future challenges,es,You have defended the protection of the Salares in the country,es,Why is it a priority,es,Because I have discovered that each salt is a unique ecosystem,es,both in microbial diversity and at other levels,es,Therefore it is important to protect them,es,Not all salt flats are protected by the State,es. Por esto se plantea que estos sistemas son realmente unos laboratorios naturales, y si uno se plantea cualquier pregunta del tipo “¿existirá un metabolismo basado en equis?” probablemente la respuesta sea afirmativa. Y de existir, el lugar dónde encontrarlo es justamente aquí, in Chile, en el desierto.

Desafíos del futuro. Has defendido la protección de los salares en el país, ¿por qué es prioritario?
Porque he descubierto que cada salar es un ecosistema único, tanto en diversidad microbiana como en otros niveles, por lo tanto es importante protegerlos. No todos los salares están protegidos por el Estado, Then they are subject to water extraction and pollution,es,Among other threats,es,If we do not study them now and lose them,es,We probably never find out what could have been happening there or what interesting organisms could have given us lights of things never seen before,es,What is the greatest scientific challenge for you in your specialty,es,Solve several questions,es,for example of obtaining energy,es,Not all ecological laws or theories can be applied to these microorganisms,es,One of the greatest future challenges is to develop a theory to better explain what happens to them,es,In evolutionary terms,es,Because we have realized that the exchange rate is very high,es, entre otras amenazas. Por lo tanto, si no los estudiamos ahora y los perdemos, probablemente nunca nos enteremos de lo que pudo haber estado pasando allí o qué organismos interesantes nos podrían haber dado luces de cosas nunca antes vistas.

¿Cuál es para ti el mayor desafío científico en tu especialidad?
Resolver varias interrogantes, por ejemplo de obtención de energía. No todas las leyes o teorías ecológicas pueden ser aplicadas a estos microorganismos. Uno de los mayores desafíos a futuro es desarrollar una teoría para explicar de mejor manera qué pasa con ellos. Then, en términos evolutivos, porque nos hemos dado cuenta que la tasa de cambio es muy alta, And there are very interesting processes,es,as horizontal genetic transfer or that there is genetic exchange due to virus,es,So what is the role of extreme viruses,es,Viruses have studied quite little in these extreme environments and in natural environments in general and I believe that viruses are doing much more than we think,es,By infecting bacteria,es,They take pieces of DNA and transport it to another,es,There they can be transmitting a gene that expresses some function in this microorganism that did not have it before and now it has it,es,Viruses conduct evolution,es,This could generate great changes in uses in medicine,es,Sequencing is a qualitative and quantitative leap in the understanding of the human body,es, como transferencia genética horizontal o de que hay intercambio genético debidos a virus.

Entonces ¿Cuál es el rol de los virus extremos?
Los virus se han estudiado bastante poco en estos ambientes extremos y en ambientes naturales en general y yo creo que los virus están haciendo mucho más de lo que pensamos. Al infectar la bacteria, toman pedazos de DNA y lo transportan a otra, ahí pueden estar transmitiendo un gen que expresa cierta función en este microorganismo que no la tenía antes y ahora la tiene. Los virus conducen la evolución.

Esto podría generar grandes cambios de usos en medicina. La secuenciación es un salto cualitativo y cuantitativo en el entendimiento del cuerpo humano, which is composed only of a tenth of human cells and all the rest are cells,es,bacteria and other organisms,es,We are more bacteria and fungi than human cells,es,So what function are fulfilling in our body,es,It is a challenge for medicine to understand that the human body is an ecosystem and works as such,es,It is not so much cause-effect,es,There are a number of factors with an unsuspected bacterial role,es, bacterias y de otros organismos. Somos más bacterias y hongos que células humanas. Entonces ¿qué función están cumpliendo en nuestro cuerpo? Es un desafío para la medicina entender que el cuerpo humano es un ecosistema y funciona como tal. No es tanto causa-efecto, hay una serie de factores con un rol bacteriano insospechado.