Resumen de Caracterización de comunidades microbianas asociadas a depósitos de minerales secundarios en tubos de lava y minas de agua
En todo el mundo existen cavidades subterráneas de diferente naturaleza y origen, algunas de las cuales, a pesar de poseer condiciones físico-químicas estables, pueden considerarse ambientes extremos, debido a la poca disponibilidad de nutrientes orgánicos. Sin embargo, existen microorganismos capaces de crecer en estos ambientes e interactuar con el entorno subterráneo, ejerciendo un control mineralógico y geoquímico significativo en sus inmediaciones, a través de sus necesidades metabólicas y de crecimiento. De esta forma, son capaces de influir en las transformaciones minerales que ocurren en las cuevas.
La biomineralización es el mecanismo mediante el cual los microorganismos forman minerales. La importancia de los microorganismos en muchos procesos geológicos, incluyendo la formación de espeleotemas (depósitos de minerales secundarios en cuevas), ha llevado a un interés creciente en este campo a lo largo de la última década. Uno de los mayores desafíos que tiene la geomicrobiología es profundizar en el conocimiento de los microorganismos implicados en procesos de biomineralización, entre los que se encuentran aquellos que inducen la precipitación de minerales, como los filamentos reticulados hallados en cuevas de diversos tipos y que no han podido ser relacionados aún con ningún microorganismo conocido.
El objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue conocer la diversidad de comunidades microbianas subterráneas asociadas a los depósitos de minerales secundarios recogidos en minas de agua y tubos de lava de diferentes localizaciones, concretamente: depósitos negros y moonmilk de túnel de granito de Paranhos (mina de agua en la ciudad de Oporto, Portugal), depósitos negros de la Mina das Aveleiras (Braga, Portugal), depósitos negros y mucolitos de tubos de lava de las Islas Canarias (España) y moonmilk y coraloides de tubos de lava de las Islas Galápagos (Ecuador), además de profundizar tanto en el origen como en la composición de estos espeleotemas y, fundamentalmente, en los microorganismos capaces de llevar a cabo procesos de biomineralización.
Para la consecución de los objetivos planteados, se llevó a cabo el estudio microbiológico exhaustivo de los diversos depósitos de minerales secundarios mediante técnicas habituales en microbiología, técnicas de biología molecular y técnicas para la caracterización morfológica y mineralógica de las muestras de depósitos de minerales secundarios.
En todas las muestras de depósitos negros analizados se detectaron los géneros Hyphomicrobium y Pedomicrobium, compuestos por bacterias filamentosas capaces de oxidar el manganeso e inducir su precipitación. La homología de muchos clones con la familia Hyphomicrobiaceae indicó que las bacterias halladas podrían estar implicadas en la oxidación del manganeso, al igual que sus homólogos cercanos, y por tanto en procesos de biomineralización.
Por su parte, los depósitos de moonmilk estuvieron formados por fibras de calcita de posible origen biogénico, al estar asociadas a comunidades de bacterias y hongos presuntamente implicados en la precipitación de los carbonatos. En los tubos de lava analizados se comprobó que, además de la materia orgánica y las raíces de las plantas que penetran en su interior, elementos químicos como el hierro y el manganeso son asimismo fuentes de energía recurrentes para los microorganismos capaces de desarrollarse en esta clase de ambientes subterráneos, especialmente aquellos con requerimientos muy específicos. Los análisis demostraron que los tubos de lava son ambientes con gran potencial como fuente de aislamiento de nuevas especies microbianas. Esta investigación también permitió una mejor comprensión de la composición y el origen de las comunidades microbianas en los tubos de lava, que actualmente están considerados como posibles análogos para investigaciones astrobiológicas.
El análisis microscópico de la mayor parte de los espeleotemas analizados en este trabajo reveló bacterias y sustancias poliméricas extracelulares (EPS) asociadas a los depósitos minerales, lo que aportó indicios de la existencia de procesos de biomineralización por parte de los microorganismos. Además, se constató la presencia de varios tipos de filamentos con vainas mineralizadas, tanto con la ornamentación característica de los filamentos reticulados como sin ella. El comportamiento de los filamentos recordó en cierto modo al de Leptothrix spp., especialmente en los aspectos relacionados con la viabilidad y el vaciamiento de las estructuras filamentosas. Por todo ello, se puso de manifiesto el interés geomicrobiológico de los lugares de estudio al constatarse la existencia de depósitos minerales de posible origen biogénico, formados por los microorganismos adaptados a las condiciones de vida de estos ambientes.
