Microbial ecology of the Iberian pyrite belt deep subsurface

• Autores: Fernando Puente Sánchez
• Directores de la Tesis: José Berenguer Carlos (dir. tes.), Víctor Parro García (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2016
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ricardo Amils Pibernat (presid.), Antonio Quesada (secret.), Carles Pedrós-Alió (voc.), Javier Tamames de la Huerta (voc.), Josefa Antón Botella (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Microbiología
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • La biosfera profunda ha recibido interés creciente a lo largo de las últimas décadas, al ser un ambiente que presenta desafíos únicos para el desarrollo y mantenimiento de la vida. Si bien los primeros estudios mostraron que la abundancia y diversidad de microorganismos era mucho mayor que la esperada originalmente, este ambiente permanece casi completamente inexplorado debido a la dificultad de obtener muestras en condiciones asépticas. Por esto, una serie de preguntas de largo alcance relativas a la energética, filogenia, diversidad metabólica y origen último de estos ecosistemas permanecen todavía sin respuesta.

    La Faja Pirítica Ibérica (FPI, suroeste de España) es la anomalía de sulfuros más grande de la corteza terrestre. Desde hace tiempo se hipotetiza que los minerales de su subsuelo son responsables de las condiciones únicas del Río Tinto. Además de esto, el subsuelo de la FPI ha sido reconocido como un análogo de Marte, debido a su parecido geológico con zonas de ese planeta. El estudio de la FPI puede por tanto ayudar a responder varias preguntas clave, incluyendo el grado de influencia de la biosfera del subsuelo en procesos de la superficie, la posibilidad de una vida temprana basada en la litoautotrofía, y el potencial de la vida tal y como la conocemos para desarrollarse en ambientes aparentemente estériles, como Marte en la actualidad.

    Durante el desarrollo de esta tesis nos hemos concentrado en la caracterización microbiológica de dos perforaciones (de 160 y 613 metros de profundidad) practicadas en el área de Peña de Hierro, cerca del origen del Río Tinto. Esto ha incluido la optimización de protocolos para aislar y amplificar ADN a partir de muestras minerales, así como el desarrollo de nuevas herramientas bioinformáticas para minimizar la incidencia de contaminaciones y errores de secuenciación en estudios de diversidad por ADN ribosomal 16S. La unión de perfiles taxonómicos con datos fisicoquímicos nos permitió describir los procesos geomicrobiológicos que ocurren en el subsuelo profundo de la FPI. Basándose en esta información, una muestra de 420 metros de profundidad fue seleccionada para análisis metagénomico. Finalmente, una nueva especie microbiana capaz de la biomineralización del hierro fue aislada de una muestra de 297 metros de profundidad.

    En conjunto, nuestros resultados indican la presencia de comunidades microbianas activas a varias profundidades del subsuelo profundo de la FPI, incluyendo aquellas responsables de la génesis de las condiciones del Río Tinto, y proporcionan una nueva visión acerca de las múltiples estrategias usadas por los microorganismos para superar los desafíos presentados por estos ambientes. Nuestros resultados también sugieren que el contexto geológico a pequeña escala determina la composición de las comunidades microbianas en el subsuelo profundo, con la disponibilidad de agua y oxígeno siendo los principales factores que seleccionan los distintos metabolismos microbianos.