Metagenómica y el estudio de los secretos de los microorganismos que viven en el suelo del desierto de Atacama

El desierto de Atacama, en Chile, es tan árido que durante décadas se ha utilizado como campo de pruebas para simular misiones a Marte. A simple vista, sus llanuras de sal y arena calcinadas por el sol parecen estériles, desprovistas de cualquier rastro de vida.

Esta tecnología permite leer el ADN directamente a partir de una muestra de arena, sin necesidad de cultivar bacterias en un laboratorio. Al “escanear” el suelo, los científicos están entendiendo cómo funciona la vida en condiciones extremas.

La metagenómica y la posibilidad de estudiar el ADN sin cultivos de laboratorio

Durante décadas, estudiar microorganismos significaba cultivarlos en laboratorio: aislar una bacteria, alimentarla, dejarla crecer en una placa de Petri y luego analizarla. El problema es que muchos de los microorganismos ambientales no se pueden cultivar así, porque se mueren o no crecen fuera de su hábitat natural, lo que dejaba a la ciencia ciega ante gran parte de la vida microscópica del planeta.

La metagenómica llegó a resolver ese problema. La técnica permite extraer y secuenciar directamente todo el ADN presente en una muestra ambiental —suelo, sal de roca, sedimento— sin necesidad de aislar ni cultivar a los organismos de forma individual.

Al leer ese ADN en conjunto, los científicos pueden identificar simultáneamente bacterias, arqueas, hongos, algas, protozoos y virus, y predecir qué funciones metabólicas cumplen: su papel en los ciclos del carbono, nitrógeno y azufre, sus mecanismos de resistencia al estrés extremo o su producción de enzimas específicas.

Pueden, en esencia, conocer la genética completa de un ecosistema sin tener que conocer antes a cada uno de sus componentes. Esto la hace clave para explorar ecosistemas extremos o de baja materia orgánica, como el desierto.

Lo que el ADN muestra sobre el suelo del desierto de Atacama

La metagenómica aplicada al estudio del desierto del norte de Chile ha permitido la secuenciación del ADN de comunidades enteras directamente de su entorno, aportando información para comprender mejor el desierto de Atacama y demostrar que no es un lugar estéril, sino un ecosistema complejo y dinámico.

A través de esta herramienta, se han descubierto bacterias que crecen y se reproducen activamente en su hábitat natural, aprovechando los raros episodios de lluvia. También comunidades enteras de hongos y pequeñas algas que viven escondidas en el interior de rocas de sal, creando un microoasis que los protege de la radiación extrema; o virus del suelo con genes especiales que los hacen resistentes a las condiciones extremas del desierto.

Con una variante de la metagenómica, llamada metabarcoding —que en lugar de secuenciar todo el ADN presente, amplifica y lee fragmentos genéticos específicos—, en 2021 un estudio internacional caracterizó el microbioma asociado a 32 especies de plantas del desierto.

Descubrieron que el suelo asociado a sus raíces está significativamente enriquecido con bacterias promotoras del crecimiento, un mecanismo clave para ayudarlas a sobrevivir en un suelo con deficiencias extremas de nutrientes.

Los investigadores notaron, además, similitudes genéticas con especies comestibles como tomates, leguminosas y pastos. Esto abre una puerta a entender cómo aprovechar el conocimiento sobre su supervivencia extrema y aplicarlo a la agronomía, considerando los desafíos que el cambio climático plantea para los cultivos: escenarios de estrés hídrico y suelos más pobres.

Por qué esto importa más allá del desierto

Estos hallazgos no solo redefinen lo que se sabe sobre uno de los lugares más hostiles del planeta, sino que también permiten aplicarlo a otras áreas, como los sectores afectados por el cambio climático e incluso la astrobiología.

Como análogo marciano, el desierto de Atacama muestra que si la vida microbiana es capaz de mantenerse activa —replicándose, resistiendo y adaptándose— en un entorno con radiación intensa, sequía extrema y suelos pobres en nutrientes, los criterios que se usan para buscar señales de vida en ambientes extremos del sistema solar ganan un punto de referencia real y medible.