Venteo hidrotermal de gas magmático en el sitio del Cono en el volcán Brothers. Crédito: Imagen cortesía de Anna-Louise Reysenbach, NSF, ROV Jason y 2018 © Woods Hole Oceanographic Institution.
Los volcanes submarinos hidrotermalmente activos representan gran parte del vulcanismo de la Tierra y son puntos críticos biológicos ricos en minerales, aunque se sabe muy poco sobre la dinámica de la diversidad microbiana en estos sistemas. Recientemente en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), Reysenbach y sus colegas, muestran que en uno de esos volcanes, el volcán de arco submarino Brothers, al 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 fondo marino, y también proporcionan información sobre cómo el pasado y el presente Los procesos subsuperficiales podrían quedar impresos en la diversidad microbiana.
“Los microbios en las fuentes termales de todas partes obtienen su energía en parte de la geoquímica del agua / fluidos calientes. Lo mismo ocurre con las aguas 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 de los conos magmáticos activos (imagen en la parte superior de la página) serían muy diferentes de los de la pared de la caldera (imagen de abajo) que están afectados en gran parte por agua de mar modificada ”, dijo Reysenbach, profesor 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.
Imagen 1. Chimeneas de ventilación hidrotermal de aguas profundas en el volcán Brothers Northwest Caldera Wall. Crédito: Imagen cortesía de Anna-Louise Reysenbach, NSF, ROV Jason y 2018 © Woods Hole Oceanographic Institution.
De las recientes perforaciones y mediciones geofísicas del Programa Internacional de Descubrimiento del Océano (IODP), hay evidencia de que después del colapso de la caldera volcánica del estratovolcán original para formar la caldera actual, el primer sistema magmático-hidrotermal quedó sobreimpreso por un sistema más dominado por el agua de mar. Los autores muestran que una de las comunidades de caldera se alineó con microbios de respiraderos hidrotermales influenciados mágicamente del cono más reciente que ha crecido en el piso 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, Nueva 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 incluían muchos microbios simbióticos y potencialmente ramificados, cuyo estudio prospectivo se sumará 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 todos comprendan, luego descubrirás nuevos paradigmas ”, dijo de Ronde.
Referencia: «La compleja mezcla de fluidos hidrotermales subterráneos en un volcán de arco submarino sustenta comunidades microbianas distintas y muy diversas» por Anna-Louise Reysenbach, Emily St. John, Jennifer Meneghin, Gilberto E. Flores, Mircea Podar, Nina Dombrowski, Anja Spang, Stephane L’Haridon, Susan E. Humphris, Cornel EJ de Ronde, Fabio Caratori Tontini, Maurice Tivey, Valerie K. Stucker, Lucy C. Stewart, Alexander Diehl y Wolfgang Bach, 4 de diciembre de 2020, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.
DOI: 10.1073 / pnas.2019021117