ESPECIALES

En el río Tinto pululan multitud de microorganismos extremófilos que nos pueden ayudar a entender cómo fueron los comienzos de la vida en la Tierra.

La vida quiere ser, quiere seguir existiendo, quiere seguir propagándose. Para ello utilizará todos los mecanismos de la evolución para poder adaptarse o para adaptar el medio que la alberga. A un organismo unicelular, cuya sucesión de generaciones es más rápida, le será más fácil evolucionar o adaptarse. Los reyes de la biosfera son los microorganismos y nosotros, como seres pluricelulares que somos, sólo ocupamos el rincón de complejidad que ellos nos dejan. Estaban aquí miles de millones de años antes de que apareciéramos sobre la faz de la Tierra y continuarán por aquí mucho tiempo después de que nos hayamos ido.
No es de extrañar que sean precisamente los microorganismos los que se hayan adaptado a los ambientes más inhóspitos posibles. A estos seres los llamamos extremófilos por vivir en lugares extremos, por prosperar en ambientes que para los demás son letales.
Tenemos microorganismos que soportan la radiación de un reactor nuclear, a otros que viven a 100 grados centígrados y alta presión o, por el contrario, a muy bajas temperaturas; también tenemos algunos que viven en medios con altísimo contenido en sal o a otros en una elevada acidez.
Recordemos que desde hace miles de años el ser humano utiliza ciertos sistemas para conservar los alimentos. Todos ellos consisten en eliminar a los microorganismos que descomponen nuestra comida y en crear un medio para que no prosperen. Así por ejemplo, teníamos los salazones antes de que los fenicios comerciaran a lo largo del mar Mediterráneo y todavía nos queda el bacalao salado y el jamón curado como casos actuales que nos los recuerdan. También teníamos escurtidos, en los que se usa la acidez del vinagre para conservar. Gracias a esto podemos conservar hortalizas o podemos cocinar escabeches que se conserven largo tiempo. Los pepinillos en vinagre y el escabeche de atún todavía tienen éxito en la actualidad. También hervimos los alimentos y los guardamos herméticamente para así tener conservas. Recientemente hemos empezado a usar las propiedades del frío e incluso hemos descubierto la capacidad de la radiación para conservar alimentos. No deja de ser chocante que haya seres que sobrevivan precisamente a todos esos ambientes que matan a casi todos sus congéneres.

Los extremófilos suelen ser procariotas como las bacterias y arqueobacterias, que son los seres con vida independiente más simples, pero también pueden ser eucariotas (con núcleo celular).
De los muchos extremófilos que ya se han descubierto nos vamos a centrar en una clase en especial para este reportaje: los acidófilos, o «amantes del ácido». Y de los muchos lugares en los que estos amantes de los entornos ácidos pueden vivir nos fijaremos en uno en particular: el río Tinto.
El río Tinto se encuentra en Huelva, en el suroeste de España, y debe su nombre al color rojizo de sus aguas. Éstas están contaminadas con toda clase de metales y compuestos metálicos procedentes de un entorno rico en minerales, en especial hierro a una concentración de unos 20 g/l. Además su pH está entre 1,7 y 2,5 (cuanto más bajo es el pH más acidez se tiene, el pH neutro es pH=7), principalmente debido a la presencia de ácido sulfúrico. Es decir, es un entorno muy ácido y tóxico.
Los minerales de la región que «contaminan» el río Tinto se formaron en el fondo del mar hace entre 300 millones y 350 millones de años, en el Carbonífero, gracias a la actividad hidrotermal. Constituyen uno de los mayores depósitos piríticos del mundo.
El entorno del río Tinto se ha explotado para extraer minerales desde que hace unos 5000 años comenzaran a hacerlo tartesos e íberos. La explotación la continuaron fenicios y posteriormente los romanos, que acuñaron monedas con el oro y la plata procedente de allí. Una compañía británica empezó la explotación en el siglo XIX, principalmente para extraer cobre, pero también hierro y manganeso. La explotación de las minas de Río Tinto continuó hasta que la producción de cobre declinó en los ochenta, y la de plata y oro en los noventa. Cuando se dejó de explotar se planteó la recuperación del río eliminando su «contaminación».
Los análisis preliminares, para sorpresa de muchos, en lugar de confirmar que el río estaba totalmente muerto, arrojaron que las aguas bullían de formas de vida extrañas. Así por ejemplo Acidithiobacillis ferrooxidan vivía de la oxidación del hierro contenido en las aguas. Pero la comunidad microbiana era mucho más compleja que eso, había tanto procariotas como eucariotas, y tanto productores primarios como consumidores.
Este ecosistema no soporta formas de vida pluricelular compleja (aunque se hayan observado ocasionalmente rotíferos y larvas) pero los eucariotas unicelulares son abundantes y más diversos que los procariotas. Los seres del río Tinto contradicen, por tanto, la teoría que afirma que los ambientes extremos deben estar dominados por eubacteria y arqueas, pues la presencia de eucariotas es, en este caso, muy importante.

En el ecosistema de río Tinto se puede encontrar a ejemplares como esta Euglena mutabilis. Foto: Linda Amaral-Zettler.

En la base de la pirámide están los eucariotas fotosintéticos y procariotas quimiolitotróficos. Ambos se encargan de producir la energía y los compuestos orgánicos que inician la cadena trófica. Sobre los primeros diremos que son algas unicelulares que utilizan clorofila y realizan la fotosíntesis, pero los segundos son quizás más interesantes.
Los organismos quimiolitotrofos que hay allí son autótrofos. Es decir, son capaces de obtener la energía necesaria para su supervivencia a partir de la materia inorgánica, en este caso de las propias rocas. Son, en general, seres aeróbicos y dependen del oxígeno atmosférico para oxidar los compuestos minerales. Oxidan, compuestos de hierro y azufre obteniendo energía en el proceso. Una de estas reacciones es la oxidación de ión ferroso (Fe2+) de la pirita a férrico (Fe3+). Como se extrae poca energía de esta reacción las bacterias tienen que procesar grandes cantidades de mineral.
Si un trozo hierro cae al río dura muy poco tiempo, como de hecho ha pasado con alguna vagoneta de la antigua explotación minera, que rápidamente es devorada por los microbios.

Microfotografías por epifluorescencia de bacterias presentes en el río Tinto. Foto: E. González-Toril, E. Llobet-Brossa, E. O. Casamayor, R. Amann y R. Amils.

Entre los microorganismos allí presentes se pueden citar a Acidithiobacillus sp., Leptospirillum ferrooxidans, Acidiphillium sp. o a Ferromicrobium sp. Pero los estudios morfológicos revelan la presencia de muchos eucariotas, incluyendo hongos, varias algas verdes, protistas ameboides, flagelados, diatomeas, levaduras y ciliados. Estudios basados en análisis genéticos demuestran incluso una mayor diversidad eucariótica que la observada con el microscopio. ¡Hay miles de especies distintas de microorganismos de todo tipo! El grado de biodiversidad del Tinto no ha sido descrito en ningún otro hábitat similar. Incluso hay casos de relaciones interespecíficas complejas, como simbiosis entre algas y hongos.

Diatomeas del río Tinto. Foto: Abnabel López Archilla.

Junto con procariotas quimiolitotroficos, los protistas fotosintéticos constituyen los otros productores primarios del río y añaden a sus aguas un tono verdoso. Cuando el observador se acerca a la orilla del río queda impresionado por el profundo color rojo y anaranjado, pero en su mayoría estos tonos corresponden a los precipitados de hierro que hay en el lecho del río o en las rocas y que son formados por los quiomiolitrotóficos. De hecho, son estos microorganismos los que forman estromatolitos a partir de los precipitados. El agua, en sí, no está tan roja y contiene un ligero tono verdoso. Aunque con ese pH hay que manejarla con cuidado, porque una salpicadura sobre la ropa deja una marca permanente. ¡Y no se le ocurra beberla!
Uno de los descubrimientos más curiosos es que el pH tan ácido es mantenido así precisamente por la propia comunidad microbiana. El río Tinto, por tanto, no estaría así debido a la contaminación producida por la actividad minera, sino que este ecosistema era así cientos de miles de años antes de que esta actividad comenzara. Es decir, es la vida la que ha modelado y transformado su medio para adecuarlo a sus necesidades, en lugar de adaptarse a él como sucede en otros ecosistemas ácidos.

Chlamydomonas es un alga flagelada. Foto: Linda Amaral-Zettler.

Podemos también considerar que el hierro, además de actuar como tampón para el mantenimiento de un pH constante, sirve como protector de la radiación y de la oxidación. En un hipotético sitio en donde no haya ozono que proteja del los rayos UV un sistema así puede ser un lugar acogedor para la vida. Conocemos un lugar que quizás pudo ser así: Marte.
Al considerar las importantes concentraciones de hierro presentes en Marte y las propiedades fisicoquímicas de este elemento se planteó el estudio del río Tinto como posible modelo de vida marciana primitiva. Acercarse al río Tinto sería como hacer un viaje hacia atrás en el tiempo y en el espacio a la superficie de un Marte de hace miles de millones de años, cuando allí había agua líquida sobre la superficie. Por eso la NASA ha investigado e investiga este ecosistema, y razón por la cual ahora sabemos mucho más de él. Uno de los programas de estudio que se hizo en este lugar se denominó precisamente MARTE (Mars Astrobiology Research and Technology Experiment). En el se ensayaron, además, futuras tecnologías de exploración marciana.

El robot Opportunity encontró jarositas en la zona de Marte sobre la que aterrizó. Este mineral está compuesto principalmente por sulfatos de hierro hidratados y aparece en zonas ricas en agua con bajo pH en donde haya esos compuestos. En la cabecera del río Tinto, en donde el pH puede ser inferior a 1, las jarositas son abundantes (no se forma por encima de un pH=3). Se cree que esa región de Marte en donde aterrizó esa sonda es el lecho fosilizado de un antiguo océano que posiblemente se extendía sobre las vastas planicies septentrionales de Marte. El río Tinto es, por tanto, el entorno terrestre más parecido a como podría haber sido Marte hace 4000 millones de años.
Pero aunque nunca haya habido vida en Marte (la más probable posibilidad) el río Tinto es importante porque podría ser clave para descubrir rutas metabólicas antiguas que ya no son utilizados aquí en la Tierra por los demás microorganismos que viven en condiciones menos extremas. El río es un modelo excelente de un mundo primitivo anóxico y rico en hierro, como era la Tierra hace miles de millones de años; así como también para un modelo en el que aparecen concentraciones de oxígeno crecientes, como precisamente ocurrió en la Tierra una vez que se inventó la fotosíntesis.
Y todo esto está a la vuelta de la esquina, en la provincia de Huelva. Merece la pena hacer una visita en un fin de semana. Ya sabe, es como viajar a Marte o a la Tierra primitiva, un mundo en el que sólo había microorganismos.

Referencias:
Vídeo sobre el tema.
Podcasts (inglés).
Vídeo “Río Tinto, Marte en la Tierra”
Fotos no acreditadas: NeoFronteras.