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Alfombras que respiran: los tapetes microbianos

Imagina una alfombra que no está tejida con lana, sino con millones de seres vivos diminutos. Eso es un tapete microbiano: una comunidad de microorganismos —bacterias, arqueas y microalgas— que crecen tan cerca unos de otros que forman una manta de colores sobre el suelo, las rocas o el agua.

Estas “alfombras vivas” pueden aparecer en lugares donde casi ninguna otra forma de vida puede sobrevivir: en manantiales hirvientes, en regiones polares, en desiertos, en lagos muy salados o en las profundidades del mar. Algunos tapetes viven en lugares tan extremos que sirven como modelos para imaginar cómo podría ser la vida en otros planetas.

Colores que cuentan historias

Vistos de cerca, los tapetes microbianos parecen pasteles por capas. La superficie verde suele estar formada por cianobacterias que usan la luz del Sol para hacer fotosíntesis. Más abajo aparecen capas rosadas, naranjas o moradas, donde viven microorganismos que necesitan menos luz o más calor. Y en el fondo, las capas más oscuras guardan restos de tapetes antiguos, como si fueran páginas de la historia de la vida.

Pero la historia no termina en los colores. Vistos al microscopio, los tapetes microbianos muestran una arquitectura vertical muy organizada. En la parte superior se concentran los microorganismos vivos, que reciben la luz del Sol y producen oxígeno. Un poco más abajo, donde llega menos luz y el oxígeno escasea, habitan microbios que transforman compuestos de nitrógeno o azufre. En las capas profundas se acumulan restos de tapetes antiguos mezclados con sedimentos y minerales. Esta estructura por niveles permite que todos los microorganismos colaboren para obtener energía y reciclar elementos esenciales del ecosistema.

Cada capa revela un tipo distinto de microorganismo y una forma particular de obtener energía. Juntos, reciclan elementos esenciales como el carbono, el nitrógeno y el azufre, lo que ayuda a mantener el equilibrio de los ecosistemas que habitan.

Figure 2 - Zoom to the top first centimeter of a microbial mat.
Ampliación del primer centímetro superior de un tapete microbiano.
(A) Estructura de un tapete microbiano clásico. Los microorganismos vivos se encuentran en la capa superior, mientras que las capas inferiores contienen material más antiguo.
(B) Vista en detalle del corte transversal del primer centímetro del tapete, donde pueden observarse las distintas capas formadas.
(C) En cada capa viven diferentes tipos de microorganismos. Elementos importantes como el carbono, el nitrógeno y el oxígeno son reciclados por estos microorganismos.
Fuente: Frontiers for Young Minds (Cadena et al., 2022).

Pequeños, pero poderosos

Aunque apenas miden unos centímetros de grosor, los tapetes microbianos tienen un gran impacto: enriquecen los suelos y limpian el agua, capturan y liberan gases como oxígeno, dióxido de carbono y metano, y sirven de alimento a pequeños animales como gusanos, caracoles o cangrejos, que a su vez alimentan a aves y peces.

Hace más de tres mil millones de años, cuando no existían plantas ni animales, los tapetes microbianos ya cubrían la Tierra. Incluso, se baraja la hipótesis científica de que los tapetes microbianos ayudaron a crear la atmósfera que hoy respiramos y a mantener un clima estable, liberando gases que calentaban el planeta.

Detectives del espacio

Los tapetes microbianos también podrían ayudarnos a encontrar vida en otros mundos. En la NASA, se estudian sus biofirmas —las huellas químicas y estructurales que estos microorganismos dejan en rocas y suelos— para reconocer señales parecidas en Marte o en las lunas heladas de Saturno, como Titán y Encélado. Si una nave espacial encontrara una estructura o un gas típico de los tapetes microbianos, podría ser una pista de que existe vida más allá de nuestro planeta.

Así se estudian las “alfombras vivas”

Las y los investigadores que estudian tapetes microbianos trabajan en sitios muy distintos del planeta: desde los manantiales de Yellowstone (Estados Unidos) hasta las lagunas costeras de Yucatán (México). Allí recogen muestras y las observan con microscopios y con otros instrumentos que miden cuánto oxígeno producen y cuánto dióxido de carbono consumen. Así, pueden entender cómo los microorganismos se adaptan al calor, al frío o a la salinidad extrema.

Pequeñas pistas, grandes preguntas

Los tapetes microbianos nos enseñan que la vida puede prosperar en los lugares más inesperados. Quizás algún día, cuando una nave espacial aterrice en otro planeta, encuentre una alfombra de colores escondida bajo el hielo o la arena. Mientras tanto, es crucial cuidar la biodiversidad del planeta. También, la vida microscópica que se esconde bajo las alfombras de la naturaleza.

Fuentes