Microbis que viuen gràcies a la radioactivitat

Els éssers vius, tal com els coneixem, poden aguantar condicions sorprenentment extremes. La gran majoria dels que vivim a la troposfera, la part més baixa de l’atmosfera de la Terra, estem acostumats a uns rangs de temperatura, PH, humitat, pressió, salinitat i oxigen relativament estables i moderats, fins al punt que si algun d’aquests paràmetres varia massa, la nostra vida perilla. Però existeixen uns organismes, anomenats extremòfils, que no tenen aquests problemes i poden sobreviure còmodament en entorns molt hostils. Són ben coneguts, per exemple, els microbis que viuen a les fumaroles hidrotermals, al fons dels oceans, on les temperatures poden arribar als 120 ºC, o els tardígrads, uns animals microscòpics que són capaços de sobreviure fins i tot a l’espai exterior. Malgrat tot, aquests organismes també necessiten alimentar-se, i en alguns casos no està gens clar com ho aconsegueixen. Dos estudis recents proposen que, inesperadament, alguns ho fan aprofitant els efectes de la radioactivitat.

Quan un àtom té un nucli inestable, pot acabar emetent partícules, un procés que comporta també un alliberament d’energia i que s’anomena radioactivitat. Des del seu descobriment a finals del segle XIX pel físic francès Henri Becquerel, els fenòmens relacionats amb la radioactivitat, els àtoms inestables i les reaccions nuclears s’han utilitzat per a moltes coses, com per exemple generar electricitat de forma massiva amb reactors nuclears on es produeix la fissió de nuclis d’àtoms. El procés contrari, el de fusió nuclear, és el mecanisme pel qual el sol (i totes les altres estrelles) emeten energia en forma de llum i calor. A més de cent cinquanta milions de quilòmetres de distància, aquesta energia és el que manté vius la gran majoria d’organismes quan arriba a la Terra, si més no els que viuen més a prop de la superfície.

Viure a les profunditats de la Terra

Però amb el temps s’han anat descobrint formes de vida als llocs més insospitats. Potser un dels més sorprenents és l’interior del planeta, a quilòmetres de la superfície, on hi ha un ecosistema que alberga una diversitat especialment elevada de microorganismes. De fet, es creu que els éssers vius que habiten aquestes capes subterrànies doblarien els que es troben als oceans, que s’havien considerat l’hàbitat més complex de tots. Un dels problemes ha sigut entendre com s’alimenten els que viuen en aquestes condicions de foscor i fredor absolutes: sense llum del sol no poden fer la fotosíntesi, i tampoc poden aprofitar les altes temperatures de les fumaroles volcàniques. Dos articles, publicats recentment a les revistes Geochimica et Cosmochimica Acta i Nature Communications, proposen que una manera d’obtenir energia podria ser l’hidrogen que s’allibera per la descomposició de les molècules d’aigua deguda a la radiació.

Segons aquests treballs, a grans profunditats sota terra, i fins i tot sota els sediments dels oceans, hi ha àtoms inestables que, quan emeten radiació, separen els components de l’aigua (dos àtoms d’hidrogen i un d’oxigen) que hi ha al voltant. Alguns microorganismes aprofitarien directament l’hidrogen alliberat per generar l’energia que necessiten per viure. La resta de la molècula, en forma de radicals d’oxigen, interaccionaria amb altres molècules d’aigua i amb els minerals que hi ha a la terra per generar fonts addicionals d’energia.

Un precedent confirmat

La capacitat d’utilitzar l’hidrogen s’havia sospitat ja abans, quan s’havien fet anàlisis dels genomes dels microbis d’aquests hàbitats i s’hi havien trobat gens que són necessaris per fer aquest procés. També s’havien vist quantitats inusuals d’hidrogen en mostres agafades en zones profundes de l’escorça terrestre. La prova definitiva que no calen elements externs per sostenir aquests ecosistemes va arribar quan es va aconseguir agafar mostres d’aigua del subsol profund, que havien estat aïllades de tot durant milions d’anys, i s’hi van trobar bacteris vius, la qual cosa volia dir que tenien un subministrament d’aliment a l’abast que no s’esgotava fàcilment. La hipòtesi que l’hidrogen podria ser aquesta misteriosa font d’energia dels ecosistemes soterrats va començar a formular-se fa quinze anys, però fins ara no s’havia confirmat que era possible usar-lo com suport principal, sobretot perquè no se sabia d’on el treien els microorganismes.

Un procés poc efectiu però suficient

El procés de generar energia alliberant els hidrògens de l’aigua a través de la radiació, anomenat radiòlisi, es coneix des que Marie Curie el va observar per primer cop al seu laboratori. És un procés lent i no gaire efectiu, comparat amb els que usen més habitualment els altres éssers vius, però sembla que seria suficient per mantenir actius els microbis que el necessiten en aquests ecosistemes extrems. Part del truc que farien servir seria esperar que les restes de la molècula d’aigua es combinessin amb altres elements, com passa, per exemple, en la interacció del peròxid d’hidrogen amb minerals com el sofre o el carboni que es troben en aquests llocs. Això els donaria un aliment extra.

Aquests resultats obren les portes a considerar que hi pot haver vida semblant a la que coneixem en llocs on abans es pensava que era impossible, fins i tot fora del nostre planeta.

Salvador Macip és investigador de la Universitat de Leicester i la UOC