Ecosistemas extremos son aquellos en los que las condiciones de vida son tales, que suponen un desafío para la mayoría de los organismos. Abarcan ambientes de muy altas o bajas temperaturas, escasez de humedad o nutrientes y elevada presión, irradiación, pH o sales, entre otros. Aunque durante mucho tiempo se pensó que la vida en estos ambientes no era posible, hoy en día sabemos que la vida se abre paso con un ímpetu insospechado y que los entornos estériles en nuestro planeta son una rarísima excepción. A pesar de los imaginativos recursos desarrollados por los organismos que viven en estos ecosistemas para adaptarse a ellos, las presiones ambientales a las que se ven sometidos como consecuencia del cambio global los están llevando a una posición comprometida, acercándose cada vez más al límite de su supervivencia.

La gran fuente prismática de Yellowstone: Organismos termófilos

Los organismos termófilos son aquellos que son capaces de sobrevivir en ecosistemas sometidos a temperaturas muy altas. En mi opinión, el ejemplo más icónico de estos ecosistemas es la gran fuente prismática de Yellowstone. ¡Seguro que alguna vez has visto alguna foto de ella! Es este lago circular humeante con anillos de colores concéntricos que van del azul intenso en el centro, al rojo en el borde exterior, y que apesta a huevo duro, aunque ese detalle no lo transmiten las fotos.

A mí me sorprendió muchísimo cuando me enteré de que, tanto la gran fuente prismática como los más de 10 mil fumarolas y geiseres que se encuentran en el parque, son la cara visible de la caldera de un volcán muy superficial situado a ras del suelo que ocupa gran parte del parque. Para crear estas formaciones hidrotermales son necesarias dos cosas: calor, que proviene del magma volcánico, y mucha agua, que percola en el subsuelo a través de ranuras en las rocas permeables, y que proviene de la lluvia o nieve de la meseta de Yellowstone. Conforme el agua se va acercando al magma se va calentando cada vez más, hasta que llega un momento en el que excede el punto de ebullición, pero en vez de pasar a estado gaseoso, permanece en estado líquido debido a la enorme presión a la que está sometida. Este agua supercaliente es muy poco densa y sube a la superficie mientras que el agua más fría se hunde, creando corrientes de convección que forman el sistema de bombeo natural de las fuentes hidrotermales del parque.

Y una pensaría: pues ese agua a esas temperaturas debe estar esterilizada. ¿Qué organismo podría vivir en esas condiciones? Hasta los años 60 se pensaba que ninguno, pero en 1964 un microbiólogo llamado Thomas Brock identificó cianobacterias en esas aguas humeantes, y esto cambió la idea predominante del momento de que los microorganismos no pueden vivir en ambientes extremos y se empezó a encontrar vida en condiciones extremas de pH, frio, calor y aridez. Volviendo a la fuente prismática, son precisamente poblaciones microbianas adaptadas a distintas temperaturas las que crean esos círculos concéntricos de colores tan impresionantes, y no depósitos de minerales, como se pensaba originalmente.

La principal amenaza para estas zonas es la sobreexplotación de recursos como el petróleo, el gas o el agua del subsuelo que implica la perforación de la superficie. Afortunadamente, hace décadas que las autoridades pertinentes identificaron este riesgo y desde 1994 se limitó el desarrollo de estas áreas. Esta protección ha permitido que se realicen cientos de investigaciones sobre los microorganismos resistentes al calor en las áreas termales del parque, lo que ha conducido a avances médicos, forenses y comerciales claves para nuestra sociedad actual. Sin ir más lejos, fue en estos microorganismos termófilos en los que originalmente se encontró la encima TAQ polimerasa que permite realizar las famosas PCR que han sido vitales para nuestra lucha contra el coronavirus. Así de importante es la conservación ambiental y así de importante es la investigación científica.

Las salinas de Alicante y el mar Muerto: Organismos halófilos

Los organismos halófilos son capaces de vivir en ambientes muy salinos. Los organismos que no están adaptados a estas condiciones no pueden sobrevivir en estos ambientes porque mueren deshidratados ya que la diferencia en la concentración de sales entre el interior y el exterior de sus células hace que el agua del interior de las células tienda a salir, por lo que éstas se deshidratan y mueren. Sin embargo, en los organismos halófilos esto no ocurre gracias a diversas adaptaciones morfológicas o fisiológicas que revisaremos a continuación.

Teniendo en cuenta que la salinidad de mares y océanos ronda el 3%, ¿no es alucinante saber que se han encontrado unas arqueas en las salinas de Alicante que pueden tolerar una salinidad de hasta el 34%? ¿Y cómo lo hacen? Pues los microorganismos halófilos acumulan en su interior un soluto compatible con el funcionamiento celular como iones o compuestos orgánicos y además lo almacenan en estructuras especiales como vacuolas. De esta forma, su concentración en el interior es mayor que en el exterior y esto hace que el agua permanezca dentro de las células evitando la deshidratación.

Las plantas también son capaces de adaptarse a estos ambientes extremos: Una planta halófita puede mantener una concentración salina interna compatible con la vida mediante tres mecanismos principales: el primero es excretando el exceso de sal a través de estructuras  como glándulas de sal o tricomas,​ el segundo es concentrando las sales en los tejidos de sus hojas que luego mueren y caen, y el tercero es diluyendo la concentración de sales en el agua retenida en un tejido especial que se llama parénquima acuífero.

El ejemplo más icónico que se me viene a la cabeza de este tipo de ambientes es el mar Muerto, entre Israel y Jordania, cuyo nivel de salinidad varía entre el 28 y el 32%, según la profundidad. Precisamente es ésta la característica que da origen a su nombre, pues se pensaba que en ese ambiente no podía vivir ningún organismo. Y aunque es verdad que no hay ni una sola especie de peces o anfibios en sus aguas, sí que hay una especie de crustáceo especialmente adaptado que es la artemia salina y ciertas especies de pelícanos y cigüeñas que se alimentan de ellas, además de bacterias, arqueas y virus halófilos.

Y la pregunta del millón es: ¿por qué es el mar Muerto tan salado? Pues lo primero a lo que tengo que apuntar es a que no es un mar, si no un lago. Pero no un lago cualquiera, sino un lago endorreico, que significa que varios ríos y arroyos desembocan en él, pero ninguno drena hacia afuera, por lo que los minerales que llegan al lago se quedan allí para siempre. Otros factores como el hecho de que esté situado más de 400 metros bajo el nivel del mar y que el clima desértico cálido favorezca la evaporación de sus aguas, convergen para hacer del mar muerto lo que es. De esta manera, la salinidad del lago va aumentando cada año al acumularse los minerales, tanto que la densidad de sus aguas es tan alta que no permite que el cuerpo humano se hunda.

Debido al aumento de la temperatura por el cambio climático y a la extracción de agua para el regadío, el nivel del agua del mar muerto se reduce un metro al año. Además, varias compañías israelíes y jordanas extraen los minerales de sus aguas para el desarrollo de una importante actividad económica, y para eso también es necesario evaporar artificialmente el agua. Todos estos factores reducen año a año el nivel de las aguas del mar Muerto y amenazan su estabilidad, por lo que los ecosistemas hipersalinos también necesitarán de nuestra protección para superar los cambios que trae el futuro próximo.

Rio Tinto: Organismos acidófilos

El río Tinto (Huelva) está enclavado en una zona rica en un mineral compuesto por hierro y azufre que se ha explotado en esas minas desde hace más de 5000 años, la pirita. El río Tinto presenta unas aguas particularmente inhóspitas para albergar vida ya que tiene una elevada concentración en metales pesados, compuestos férricos y sulfuroso, y un pH tan ácido como el interior de nuestro estómago. Sin embargo, y en contra de toda lógica, estas aguas del río bullen de vida.

Aunque algunos microorganismos eucariotas como algas y hongos sobreviven en estas condiciones, los organismos que realmente proliferan en este entorno tan hostil y los protagonistas de esta historia son un tipo de organismos unicelulares sin núcleo definido que se llaman quimiolitoautótrofos, lo que podría traducirse como organismos comedores de piedras. Y tienen ese nombre tan curioso porque no necesitan ningún sustrato orgánico para su nutrición, sino que obtienen su energía de la oxidación de compuestos inorgánicos, principalmente de la pirita.

Un inciso a esta historia: yo no sé qué explicación os dieron a vosotros cuando preguntasteis el por qué del color rojizo de las aguas de este río, pero a mí me dijeron que era por el contenido de hierro de los minerales de la mina. Pues bien, parece ser que los minerales de por sí no son los responsables de la coloración del río, sino que son los quimiolitoautótrofos los que al metabolizar la pirita producen como componente secundario el ión férrico que da ese color rojizo a las aguas, además de protones y sulfato que acidifican las aguas hasta un pH de 2. El hecho de que un proceso biológico esté detrás de la acidez de las aguas es lo que hace que el pH se mantenga estable y no se diluya con las precipitaciones de la estación lluviosa ni se concentre con la sequía estival.

Por lo tanto, son estos extraordinarios organismos los que han hecho del río Tinto un enclave icónico, determinando tanto su acidez como su coloración. Pero no queda ahí la cosa, sino que, además, estos microorganismos son resistentes a la radiación ultravioleta y pueden vivir sin oxígeno en los sedimentos del río, lo que les permitiría sobrevivir en un planeta sin capa de ozono. Esta característica, sumado al hecho de que increíblemente no necesitan materia orgánica para vivir, ha llamado la atención de la NASA para estudiar los orígenes de la vida en la tierra cuando nuestro planeta era muy diferente de como lo conocemos hoy. Para sumar más interés aún al tema, resulta que la sonda opportunity de la NASA encontró en el suelo de Marte un mineral que producen los quimiolitoautótrofos cuando realizan el metabolismo en aguas ácidas. Por lo tanto, y a falta de más pruebas, este mineral podría llegar a considerarse un indicador de un proceso biológico fuera de la tierra.

Una pensaría que un ecosistema tan acotado en el espacio, singular, y valioso desde el punto de vista científico, económico, ambiental y turístico, seguro que está debidamente mimado protegido. Pues ni por esas. Resulta que Ecologistas en Acción lleva años denunciando los diferentes puntos de contaminación del río por vertidos de agua. Desde una fábrica de tintes situada en el margen del río que cambia la coloración de sus aguas, hasta filtraciones del vertedero tóxico de Nerva, pasando por aguas fecales sin depurar de los municipios por los que pasa el río.  El documental “Tinto” del colectivo Triángulo Obtuso recoge estas denuncias. A mí, particularmente, el hecho de que haya tan poca voluntad política para resolver un problema tan local me da poca esperanza de que podamos enfrentarnos a los desafíos que entraña el cambio global, pero no queda otra que mantener la esperanza y dar pequeños pasos individuales que promuevan la protección ambiental.

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Este artículo nos lo envía Lourdes Morillas: Doctora en ecología por la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla, actualmente trabaja como investigadora en la Universidad de Lisboa. En los últimos años se ha especializado en el estudio de los procesos del suelo en ecosistemas mediterráneos en un contexto de cambio global. En su página web mednchange.weebly.com escribe sobre el transcurso de su proyecto actual, Med-N-Change. Podéis seguirla también en Twitter: @Morillas_L o en @MedNChange.