¿Qué es la vida? Esta es una pregunta que ya en el año 1943 se planteó el físico Erwin Schrödinger durante el seminario ¿Qué es la vida? Los aspectos físicos de la célula viva, bajo el auspicio del Instituto de Estudios Avanzados de Dublín en el Trinity College. Posteriormente, mediante el compendio de los resúmenes de dicho seminario, el proyecto se materializó en un libro titulado ¿Qué es la vida? editado en 1944. La dificultad para definir ese proceso físicoquímico que conocemos como vida hace que los científicos sigamos sin ponernos de acuerdo en la respuesta muchos años después de haber sido planteada.
Algunos científicos hemos optado por la búsqueda de la respuesta a esta pregunta abordándola desde el estudio de sus fronteras, es decir, estudiando sus límites, intentando entender la vida mirando en sus extremos. Por ello, el estudio de la biodiversidad presente en ambientes extremos nos puede aportar información crucial para entender el proceso físicoquímico de la vida. El ambiente más extremo que he encontrado en esta búsqueda se sitúa en el surgimiento hidrotermal de Dallol, en la depresión de Danakil localizada en la región de Afar en Etiopía. En este ambiente tan restrictivo dados sus parámetros ambientales (pH 0, alta concentración de sales y temperaturas por encima de los noventa grados centígrados) hemos podido describir la presencia de microorganismos extremófilos, fundamentalmente bacterias y arqueobacterias, que encuentran su nicho ecológico en los depósitos salinos de las chimeneas hidrotermales. Dado que estos microorganismos afrontan varios parámetros extremos (pH, salinidad, temperatura, …) podemos clasificarlos como poliextremófilos.

DEPRESIÓN DE DANAKIL
Nada más llegar a la región de Afar, ya en la depresión de Danakil (imagen inferior), lo primero que se advierte es el calor asfixiante del aire, acompañado de las tormentas de viento y arena del desierto que hacen que sea difícil moverse en ese entorno tan hostil. Hay que tomarse su tiempo para adaptarse a la zona. También destaca el hecho de que la carretera de acceso a la zona está llena de baches y ondulaciones como si la Tierra se hubiera movido recientemente, y este ir y venir del suelo estuviera provocando las grietas que se advierten en el asfalto. Y así es, esa impresión es acertada, ya que la depresión de Danakil en Etiopía es una zona de subducción y creación de placa terrestre localizada en la parte más próxima al cuerno de África de la gran falla del Rift Africano. En esta zona confluyen tres placas tectónicas donde literalmente se empujan, generando el conocido triángulo de Afar. Este triángulo está formado por el contacto entre la placa Arábiga y dos partes de la Africana, la placa Nubia y la Somalí. Ese movimiento tan activo del suelo se materializa en las grietas y en las grandes rocas que caen desde las laderas sobre el asfalto de la carretera.

En el centro de esta zona geográfica se sitúan los grandes saladares de Danakil y el sistema hidrotermal de Dallol. Esta zona estuvo inundada por el mar Rojo en el terciario, que finalizó con la evaporación de ese cuerpo de agua dejando depósitos de cloruro sódico y cloruro potásico en grandes extensiones de terreno. Eso ha dado lugar a la forma de subsistencia de la zona, las famosas caravanas de camellos, uno de los muchos atractivos turísticos. Grandes bloques de cloruro sódico y cloruro potásico (sal común y potasa) son trasportados desde Berahale hasta las proximidades de Mekelle, ya en la región de Tigrai, más de ciento cincuenta kilómetros bajo el tórrido sol y las altas temperaturas del desierto.
La depresión de Danakil se produce por el descendimiento del fondo del valle en forma de U debido al sistema de fallas paralelas que constituyen el Rift Africano. Estas fallas originan un escarpe lateral que desciende desde los mil doscientos metros de altitud de Mekelle hasta llegar, a medida que nos adentramos en la región de Afar, a los ciento veinticinco metros por debajo del nivel del mar en la zona más profunda próxima a los saladares y al surgimiento hidrotermal de Dallol.

UN SURGIMIENTO HIDROTERMAL DE IMPRESIONANTES COLORES
En la depresión de Danakil se sitúa el complejo hidrotermal de Dallol, un lugar realmente sorprendente por sus llamativos colores (azules, rojos y amarillos muy intensos y brillantes son los protagonistas de este entorno natural). La luz solar se transforma en una miríada de tonalidad de fuertes colores de las sales precipitadas, las chimeneas y los charcos de agua del entorno, que hacen del sitio un paraíso para la fotografía. De vez en cuando surge del suelo una asfixiante niebla amarilla que obliga al visitante a retirarse de la zona hasta que desaparecen las emanaciones de los gases de clorhídrico procedente del subsuelo. A media que te desplazas sobre los distintos géiseres y pequeñas lagunas de colores azules y verdes difíciles de describir, vas hundiendo los pies en los depósitos suaves de sulfuros metálicos e incluso azufre elemental que tapizan el suelo. Hay que tener cuidado de no introducir el pie en algún surgimiento hidrotermal no visible, del que puede emanar agua a noventa o cien grados. Esta zona es muy activa desde el punto de vista geológico, algo fácilmente observable en lo cambiante del entorno. Se nota perfectamente que el lugar es un ambiente extremo desde muchos puntos de vista, empezando por el propio entorno del visitante que tiene que soportar altas temperaturas, fuertes vientos y un sol abrasador. Estamos a unos ciento veinticuatro metros por debajo del nivel del mar Rojo, próximo a la zona. La zona está clasificada como el lugar habitado más caliente del mundo. En invierno se registran temperaturas de cuarenta y cinco grados, y de hasta cincuenta y cinco en verano. El récord de temperaturas más altas se lo disputan Dallol y una zona desértica de Libia, pero en este último caso no hay pobladores que habiten el lugar.

Dallol mantiene una población estable de pobladores afar que, aunque disminuye en número durante los meses de verano, no llega a quedar despoblado. Próximo al surgimiento hidrotermal se sitúa el poblado de Berahale donde se encuentra el último destacamento militar, unos siete kilómetros antes de llegar a Dallol, ya muy próximo a la frontera de Djibouti y Eritrea. Dadas las tensiones políticas y la “permeabilidad” de las fronteras próximas en estas zonas desérticas, el trabajo científico va acompañado de protección militar en todo momento.

VIDA MICROBIANA EN DALLOL
Este ambiente extremo debe su origen a las anomalías geológicas de la zona y a la proximidad del bolo magmático o cámara de magma del subsuelo, que se sitúa a solo unos cinco kilómetros de profundidad. El sistema de fallas y fracturas de la depresión hace que el agua del subsuelo, sobrecalentado por el magma activo tan próximo, salga al exterior cargado de sales disueltas, pH muy ácido (pH 0) y alta temperatura (cuando surge de las chimeneas hidrotermales la temperatura del agua puede alcanzar los ciento veinte grados). Al reducirse la presión y la temperatura del agua en ascenso se produce la precipitación de minerales de llamativos colores que van formando las chimeneas hidrotermales y los depósitos minerales que vemos en este llamativo entorno. Los distintos colores que se advierten en la zona de Dallol se deben a los minerales que precipitan y que forman las chimeneas, además de los altos contenidos de hierro que tiene el sistema. Mediante la técnica de difracción de rayos X se han identificado halita, clorargidrita, wurzita y pirolusita. La química asociada a Dallol es muy compleja, como suele ocurrir en los sitios donde el hierro tiene un papel importante. La química del hierro aporta las tonalidades ocres, rojas e intensos azules de algunas de los charcos que rodean a las chimeneas hidrotermales. Esto es así porque el hierro que surge con las aguas de las chimeneas es oxidado por el oxígeno de la atmósfera, pasando de ion ferroso (de color azul) a ion férrico de un intenso color rojo. En último término estos minerales con sus llamativas tonalidades y la compleja química asociada al hierro son los responsables de los colores de Dallol.

Lo que parece ser un ambiente de interés exclusivamente geológico debido a que a primera vista nos hace pensar que es completamente estéril (parece que la vida microbiana aquí resulta imposible) nos sorprende al observar estructuras tipo biomorfos (estructuras minerales que parecen biológicas) en las muestras mediante microscopía electrónica de barrido. Un estudio más profundo de las muestras en búsqueda de biomarcadores nos confirma la presencia de moléculas orgánicas, particularmente lípidos de origen biológico, y nos pone en la pista de posibles grupos microbianos que pudieran estar presentes en un ambiente tan restrictivo y extremo teniendo en cuenta varios parámetros físicoquímicos como ya hemos comentado. La extracción de lípidos biomarcadores resulta positiva pero también la extracción de ADN. La muestra de partida tiene ácidos nucleicos y, por tanto, nos confirma la presencia de vida.
La biodiversidad que encontramos presente en las chineas hidrotermales de Dallol pertenece a los grupos de bacteria y arqueobacteria. Dentro de las arqueobacterias destaca la presencia de nanohalobacterias (nano, o ultra pequeñas, y halo, que viven a altas concentraciones de sal), un grupo de halobacterias de muy pequeño tamaño (entre cien y quinientos nanómetros) que no han sido descritas previamente en ambientes acidotermófilos.
Estas pequeñas halobacterias han sido encontradas incrustadas en el interior de las sales precipitadas que forman las capas de las chimeneas, un ambiente muy restrictivo para la vida y que supone un límite antes no alcanzado en la descripción de presencia de vida en ambientes extremos. No solo la alta temperatura que alcanza el agua al ascender por las chimeneas sino el nivel de deshidratación que hay en el interior del precipitado mineral al depositarse sobre la chimenea a medida que esta se va formando. Algunos de los charcos que rodean las chimeneas tienen valores de actividad de agua de 0.65-0.70, prácticamente en el límite de los niveles que están descritos que soportan la vida. Las bacterias que se observan en la página siguiente han sido hibridadas mediante la técnica de Fluorescence in situ Hybridizatin Technique (FISH) mediante sondas frente a sus ribosomas, esto quiere decir que para conseguir una hibridación positiva tienen que ser indudablemente bacterias/arqueobacterias de los grupos descritos y “estar activas”, es decir, vivas. Si no estuvieran activas no se produciría la hibridación utilizando este tipo de sondas y de técnica. De esta forma confirmamos que las bacterias no solo están presentes sino que están vivas en los precipitados salinos que forman las chimeneas hidrotermales.

Aparte del reto que supone la supervivencia para estas nanobacterias en un ambiente tan restrictivo, cabe señalar el interés que suscitan desde un punto de vista astrobiológico. La búsqueda de vida en Marte mediante misiones espaciales que recorren su superficie se ha centrado en lugares donde sabemos que en el pasado hubo agua, donde el planeta pudo ser habitable en tiempos remotos y en el interior de precipitados minerales donde podemos detectar la presencia de pares redox que pueden ser fuente de energía para el desarrollo de la vida.
Por otro lado, el descubrimiento de estas nanobacterias en los precipitados de sales hidrotermales de Dallol vuelva a suscitar la discusión abierta en el pasado con los trabajos de David McKay publicados en 1996 donde se reportó la presencia de nanomicroorganismos y el potencial de habitabilidad que eso suponía para el planeta Marte en el meteorito ALH84001. Este meteorito fue encontrado en la Antártida, en las colinas Allan Hill en 1984. En él se encontraron precipitados minerales con formas biológicas tipo biomorfos de pequeño tamaño. La controversia fue inmediata, habiendo autores que defendían la imposibilidad de que se tratara de microorganismos fosilizados dado el pequeño tamaño (entre cincuenta y cien nanómetros) que tenían los precipitados aparecidos en el meteorito. Las nanobacterias encontradas en Dallol vuelven a abrir el debate ya que presentan tamaños similares a los precipitados encontrados en el meteorito ALH84001, y además hemos podido demostrar que se trata de formas biológicas que están incrustadas en el interior de las sales minerales y que podrían estar relacionadas con los procesos de biomineralización que ocurren en las chimeneas.
Los límites para la vida se van ensanchando a medida que estudiamos ambientes extremos análogos terrestres. Hace un par de décadas se pensaba inviable la presencia de vida más allá de pH 7 y cuarenta grados, lo que se ha demostrado una visión antropocéntrica errónea. En la actualidad hemos podido reportar la presencia de vida allá donde hay agua líquida con un valor de actividad de agua por encima de 0.6 – 0.7 sin importar si el pH es de cero, si la temperatura a la que se encuentra está por encima de los cien grados o si el agua tiene un alto contenido en sales disueltas. Por supuesto, para que el agua sea estable a temperaturas superiores a los cien grados debe estar a alta presión, pero aun así hemos podido reportar la presencia de vida en ambientes hidrotermales como Dallol, donde las restricciones físicoquímicas nos han ampliado el rango de los límites para la vida hasta extremos antes no sospechados. Esto nos aporta una visión mucho más amplia cuando nos planteamos la búsqueda de vida en otros cuerpos planetarios más allá de nuestro planeta. El fenómeno físicoquímico de la vida no deja de sorprendernos y, aunque todavía no seamos capaces de definirlo, está claro que es un sistema de alta flexibilidad que puede darse bajo límites más amplios de los que actualmente creemos conocer. Poder identificar un proceso vivo fuera del planeta Tierra es cuestión de tiempo, sobre todo en estos momentos en los que el descubrimiento de exoplanetas similares a la Tierra ha sido posible. Las técnicas de detección remota de biomarcadores en las atmósferas de dichos planetas nos aportan grandes posibilidades.
Un proceso tan flexible como la vida y con la capacidad de cambio (evolución) que ha demostrado en nuestro planeta debe haber sido capaz de arraigar en otros ambientes, quizá similares al terrestre. Esperemos poder reportar científicamente, y a corto plazo, el hallazgo de biomarcadores o, por qué no, de vida activa en otro planeta, una noticia que además tendría grandes implicaciones filosóficas y que sería de gran relevancia para la humanidad.

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