En la segunda película de Star Wars, El Imperio Contraataca (1980), se representó una «ciudad de nubes» de magníficas estructuras, repleta de seres inteligentes activos, flotando en la atmósfera del gigantesco planeta Bespin. Si pudiéramos retratarla a una escala de unos pocos órdenes de magnitud, algo similar existe aquí mismo, en el planeta Tierra: ecosistemas completos de maquinaria, estructuras activas y ecosistemas complejos en las gotitas de las nubes.
Es sorprendente que nadie lo haya comprobado en detalle antes. Había indicios de que los microbios podían transportarse por el aire o «aerosolizarse» y volar en las nubes, pero ¿cuántos hay? ¿Qué tipos habitan habitualmente en las gotitas de las nubes? ¿Cómo sobreviven y qué hacen? Un equipo de nueve personas del CNRS, el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, decidió averiguarlo. Sus resultados, publicados en PLOS ONE, podrían dar inicio a una nueva ciencia de la «ecología de las nubes» global, cuyos resultados solo podemos imaginar.
Dentro del sistema atmosférico, las nubes son auténticas interfaces atmosféricas con el suelo: conectan físicamente las grandes altitudes con la superficie al ser, en gran medida, el origen de la deposición húmeda de aerosoles, incluyendo microorganismos. El agua de las nubes es una mezcla compleja de gas soluble y partículas disueltas en millones de gotitas de agua de tamaño micrométrico, formando sistemas muy reactivos y dinámicos. Como partículas biológicas no solubles, algunos microorganismos pueden impactar físicamente las nubes al actuar como embriones para la formación de gotitas de agua y cristales de hielo, con impactos subsiguientes en los ciclos hidrológicos. Las observaciones de características microbiológicas en la niebla y las nubes plantearon la posibilidad de que estas también representen hábitats para microorganismos, donde participarían activamente en la reactividad química a través de la actividad metabólica y la utilización de nutrientes. Hasta ahora, estos habitantes activos de las nubes siguen siendo en gran parte desconocidos. [Énfasis añadido].
Lo que encontraron fue realmente asombroso, recordando la primera observación de Leeuwenhoek en 1665 de un mundo de microbios en una gota de agua. Ahora, unos 350 años después, la ciencia ha descubierto otro mundo inédito de seres vivos. En 2013, el equipo recolectó tres muestras de la cima de una montaña en Francia en colectores estériles, congelando rápidamente el material para su posterior análisis. La búsqueda en los genomas de los microbios ha llevado mucho tiempo, debido a su gran cantidad. La secuenciación de ADN y ARN les permitió realizar estas determinaciones iniciales:
Aquí, las comunidades microbianas en agua de nubes recolectadas en la estación meteorológica de la montaña Puy de Dôme (1465 m de altitud, Francia) se fijaron en el muestreo y se examinaron mediante secuenciación de alto rendimiento a partir de extractos de ADN y ARN, con el fin de identificar especies activas entre los miembros de la comunidad. Las comunidades consistieron en ~103−104 bacterias y arqueas mL-1 y ~102−103 células eucariotas mL-1. Parecían extremadamente ricas, con más de 28,000 especies distintas detectadas en bacterias y 2,600 en eucariotas. Proteobacteria y Bacteroidetes dominaron en gran medida en bacterias, mientras que los eucariotas se distribuyeron esencialmente entre Fungi, Stramenopiles y Alveolata. Dentro de estas comunidades complejas, los miembros activos de la microbiota de las nubes se identificaron como Alpha- (Sphingomonadales, Rhodospirillales y Rhizobiales), Beta- (Burkholderiales) y Gamma-Proteobacteria (Pseudomonadales). Estos grupos de bacterias, usualmente clasificados como epífitas, son probablemente los mejores candidatos para interferir con los procesos químicos abióticos en las nubes y los más propensos a una dispersión aérea exitosa.
Esto podría cambiar tu visión de las nubes para siempre. ¡Allá arriba, en esas nubes blancas flotantes, decenas de miles de organismos complejos viven en ciudades nubosas! Hay de cien a mil células eucariotas por mililitro, y de mil a diez mil bacterias y arqueas. Estas cifras superan ampliamente los recuentos celulares de observaciones previas. «Las nubes son mosaicos extremadamente ricos y diversos de ecosistemas de múltiples fuentes», afirman los investigadores.
¿Qué hacen los microbios ahí arriba? Bueno, como indicaron los autores, modifican el clima. Pueden actuar como embriones para la formación de gotas de agua (como la lluvia) y cristales de hielo (como la nieve y el aguanieve). En realidad, son sembradores naturales de nubes que pueden influir en la vida del resto de los organismos de la Tierra. ¡Un buen proyecto científico para alguien que siga la tradición de Michael Denton y Privileged Species (especies privilegiadas): hasta qué punto el clima está regulado por la presencia o ausencia de microbios en las nubes?
Otra actividad que realizan es migrar. Al captar los trenes de nubes en el cielo, los microbios pueden distribuirse por todo el planeta. Dado que todos los organismos multicelulares (incluidos los humanos) son portadores de numerosos microbios, esto podría ser una forma de garantizar la disponibilidad de microbios beneficiosos en todos los hábitats. Por supuesto, tampoco se puede descartar la propagación de patógenos, pero estos representan una pequeña fracción de los microbios en general.
Un estudio de este tipo no puede aspirar a descubrir todas las funciones del ecosistema de la ciudad de las nubes, y los autores admiten que hay mucho que aprender:
Su identificación sin duda ayuda a entender la atmósfera como hábitat; también permitirá enfocar las investigaciones para evaluar el impacto microbiano en los procesos físicos y químicos de las nubes, pero su funcionamiento real, la pregunta «¿qué hacen?», aún está por responder.
Sin embargo, los autores sospechan que estos ecosistemas desempeñan funciones importantes. Hablan del «funcionamiento global de la comunidad» y describen sus interacciones como un sistema:
Si se perdiera un grupo abundante de la comunidad, es decir, un grupo que probablemente contribuya significativamente a la estructura y el funcionamiento global del sistema, existiría una alta probabilidad de pérdida o reducción de las funciones asociadas a él. Esta teoría ecológica, que sostiene que la estabilidad funcional implica una estructura uniforme, se deriva de los ecosistemas establecidos y se aplica aquí para comprender el funcionamiento de las comunidades microbianas de las nubes en el marco de la hipótesis de las nubes como hábitats microbianos. Sin embargo, es posible que esto no sea aplicable a entornos que actúan principalmente como áreas de transporte, donde el establecimiento microbiano es esencialmente imposible, como las nubes.
Las áreas de transporte pueden ser lugares funcionales. Las reuniones de negocios se celebran en cruceros. La gente interactúa (a veces) en el metro. Mientras la comunidad de nubes en una gota de agua cuente con los recursos necesarios, podría llevar a cabo todas las funciones de las que sea capaz, cuya naturaleza y alcance aún están por descubrir.
Una pregunta importante para los defensores del diseño podría ser si los microbios son necesarios para la habitabilidad. Puede que los microbios no sean necesarios para el clima (los científicos de Cassini, por ejemplo, infirieron que los aguaceros ocurren en Titán, la luna de Saturno), pero quizás los microbios regulen el clima de un planeta de alguna manera. Es demasiado pronto para predecir con exactitud qué funciones de este «sistema» recién descubierto aportará a la salud del planeta, pero sin duda parece prometedor. Quizás los astrobiólogos no deberían apresurarse a declarar habitables los exoplanetas hasta que se comprenda mejor el «funcionamiento global de la comunidad» de microbios.
Por el momento, sin embargo, podemos maravillarnos de que lo que parecía ser en gran parte un dominio de polvo y agua inertes allí arriba resulte estar impregnado de enormes cantidades de información compleja y específica: los códigos genéticos de decenas de miles de organismos. No sería sorprendente descubrir que toda esa información tiene un propósito. Animamos a los científicos prodiseño a tomar esta información y ampliar nuestra comprensión hacia la siguiente gran pregunta: «¿Qué hacen?».
Artículo publicado originalmente en inglés por Evolution News & Science Today
