Endolito

Endolith Lifeform found inside an Antarctic rock

Un endolito o endolítico es un organismo (arqueón, bacteria, hongo, liquen, alga o ameba) que es capaz de adquirir los recursos necesarios para crecer en el interior parte de una roca, mineral, coral, conchas de animales o en los poros entre los granos minerales de una roca. Muchos son extremófilos y viven en lugares que durante mucho tiempo se consideraron inhóspitos para la vida. La distribución, biomasa y diversidad de los microorganismos endolíticos están determinadas por las propiedades físicas y químicas del sustrato rocoso, incluyendo la composición mineral, la permeabilidad, la presencia de compuestos orgánicos, la estructura y distribución de los poros, la capacidad de retención de agua y el pH.. Normalmente, los endolitos colonizan las áreas dentro de los sustratos líticos para resistir la intensa radiación solar, las fluctuaciones de temperatura, el viento y la desecación. Son de particular interés para los astrobiólogos, quienes teorizan que los ambientes endolíticos en Marte y otros planetas constituyen refugios potenciales para comunidades microbianas extraterrestres.

Subdefiniciones

El término "endolito", que define un organismo que coloniza el interior de cualquier tipo de roca, se ha clasificado en cinco subclases:

Chasmoendolith

Coloniza fisuras y grietas en la roca conectada a la superficie (chasm = cleft)

Cryptoendolith

Coloniza cavidades estructurales dentro de espacios naturales poros dentro de las rocas. Estos poros suelen estar indirectamente conectados a la superficie de roca; (crypto = oculto)

Euendolith

Penetrates activamente en el interior de rocas formando canales y surcos que se conforman con la forma de su cuerpo, organismo aburrido de rocas (eu = verdadero)

Hypoendolith

Coloniza los espacios de poro situados en la parte inferior de la roca y que hacen contacto con el suelo (hipo = infra)

Autoendolito

Capacidad de formación de rocas por depósito mineral (auto = yo)

Medio ambiente

Se han informado microorganismos endolíticos en muchas áreas alrededor del mundo. Hay informes en desiertos áridos e hiperáridos cálidos como Mojave y Sonora (EE. UU.), Atacama (Chile), Gobi (China, Mongolia), Negev (Israel), Namib (Namibia Angola), cuenca Al-Jafr (Jordania) y la Depresión de Turpan (China), también en desiertos fríos como el Ártico y el Antártico, y en rocas profundas del subsuelo y fosas oceánicas. Sin embargo, existen reportes de microorganismos endolíticos en zonas intertropicales, donde la humedad y la radiación solar son significativamente diferentes a los biomas antes mencionados. Se han encontrado endolitos en la roca hasta una profundidad de 3 kilómetros (1,9 millas), aunque se desconoce si ese es su límite (debido al costo que implica perforar a tales profundidades). La principal amenaza para su supervivencia parece no ser el resultado de la presión a tal profundidad, sino del aumento de la temperatura. A juzgar por los organismos hipertermófilos, el límite de temperatura es de unos 120 °C (la cepa 121 puede reproducirse a 121 °C), lo que limita la profundidad posible a 4-4,5 km por debajo de la corteza continental y a 7 o 7,5 km por debajo del fondo del océano. También se han encontrado organismos endolíticos en rocas superficiales en regiones de baja humedad (hipolito) y baja temperatura (psicrófilo), incluidos los Valles Secos y el permafrost de la Antártida, los Alpes y las Montañas Rocosas.

Metabolismo y supervivencia

El metabolismo de los microorganismos endolíticos es versátil, en muchas de esas comunidades se han encontrado genes implicados en el metabolismo del azufre, la adquisición de hierro y la fijación de carbono. Además, aún no se ha determinado si los metabolizan directamente de la roca circundante, o si excretan un ácido para disolverlos primero. Según Meslier & DiRuggiero se encuentran genes en la comunidad endolítica implicados en la fijación de nitrógeno. El Programa de Perforación Oceánica encontró rastros microscópicos en basalto de los océanos Atlántico, Índico y Pacífico que contienen ADN. También se han descubierto endolitos fotosintéticos.

Como el agua y los nutrientes son bastante escasos en el entorno del endolito, la limitación de agua es un factor clave en la capacidad de supervivencia de muchos microorganismos endolíticos, muchos de esos microorganismos tienen adaptaciones para sobrevivir en bajas concentraciones de agua. Además, la presencia de pigmentos, especialmente en cianobacterias y algunas algas, como; los betacarotenos y la clorofila les ayudan en la protección contra radiaciones peligrosas y es una forma de obtener energía. Otra característica es la presencia de un ciclo de reproducción muy lento. Los primeros datos sugieren que algunos solo participan en la división celular una vez cada cien años. En agosto de 2013, los investigadores reportaron evidencia de endolitos en el fondo del océano, quizás de millones de años y reproduciéndose solo una vez cada 10,000 años. La mayor parte de su energía se gasta en reparar el daño celular causado por los rayos cósmicos o la racemización, y muy poca está disponible para la reproducción o el crecimiento. Se cree que resisten largas glaciaciones de esta manera, emergiendo cuando la temperatura en el área se calienta.

Ecología

Como la mayoría de los endolitos son autótrofos, pueden generar compuestos orgánicos esenciales para su supervivencia a partir de materia inorgánica. Algunos endolitos se han especializado en alimentarse de sus parientes autótrofos. El microbiotopo donde conviven estas diferentes especies endolíticas se ha denominado Ecosistema Microbiano Litoautotrófico Subsuperficial (SLiME), o sistemas endolíticos dentro del subsuelo. bioma lítico.

Los sistemas endolíticos aún se encuentran en una etapa temprana de exploración. En algunos casos su biota puede soportar invertebrados simples, la mayoría de los organismos son unicelulares. Las capas de roca cercanas a la superficie pueden contener algas verdeazuladas, pero la mayor parte de la energía proviene de la síntesis química de minerales. El suministro limitado de energía limita las tasas de crecimiento y reproducción. En las capas rocosas más profundas, los microbios están expuestos a altas presiones y temperaturas.

Hongos y algas endolíticos en ecosistemas marinos

Solo se han realizado investigaciones limitadas sobre la distribución de los hongos endolíticos marinos y su diversidad, aunque existe la probabilidad de que los hongos endolíticos desempeñen un papel importante en la salud de los arrecifes de coral.

Edouard Bornet y Charles Flahault descubrieron hongos endolíticos en conchas ya en el año 1889. Estos dos psicólogos franceses describieron específicamente dos hongos: Ostracoblabe implexis y Lithopythium gangliiforme. George Zembrowski también ha descubierto hongos endolíticos, como Dodgella priscus y Conchyliastrum, en la arena de la playa de Australia. También se han realizado hallazgos en arrecifes de coral y se ha descubierto que, en ocasiones, son beneficiosos para sus anfitriones de coral.

A raíz de la decoloración de los corales en todo el mundo, los estudios han sugerido que las algas endolíticas ubicadas en el esqueleto del coral pueden ayudar a la supervivencia de las especies de coral al proporcionar una fuente alternativa de energía. Aunque el papel que juegan los hongos endolíticos es importante en los arrecifes de coral, a menudo se pasa por alto porque gran parte de la investigación se centra en los efectos del blanqueamiento de los corales, así como en las relaciones entre Coelenterate y Symbiodinia endosimbiótica.

Según un estudio realizado por Astrid Gunther, también se encontraron endolitos en la isla de Cozumel (México). Los endolitos encontrados allí no solo incluían algas y hongos, sino que también incluían cianobacterias, esponjas y muchos otros microperforadores.

Parasitismo endolítico

Hasta la década de 1990, se pensaba que los endolitos fototróficos eran algo benignos, pero desde entonces ha surgido evidencia de que los endolitos fototróficos (principalmente cianobacterias) han infestado del 50 al 80 % de las poblaciones costeras de la especie de mejillón Perna perna ubicadas En Sudáfrica. La infestación de endolitos fototróficos resultó en efectos letales y subletales como la disminución de la fuerza de las conchas de los mejillones. Aunque la tasa de espesamiento de las conchas fue más rápida en las áreas más infestadas, no es lo suficientemente rápida para combatir la degradación de las conchas de los mejillones.

Los hongos endolíticos y la extinción masiva de los dinosaurios del Cretácico

Se descubrió evidencia de hongos endolíticos dentro de la cáscara de huevo de dinosaurio encontrada en el centro de China. Se caracterizaron por ser "como agujas, como cintas y como seda"."

Los hongos rara vez se fosilizan e incluso cuando se conservan, puede ser difícil distinguir las hifas endolíticas de las cianobacterias y algas endolíticas. Sin embargo, los microbios endolíticos se pueden distinguir en función de su distribución, ecología y morfología. Según un estudio de 2008, los hongos endolíticos que se formaron en las cáscaras de los huevos habrían provocado la incubación anormal de los huevos y podrían haber contribuido a la extinción masiva de estos dinosaurios. También puede haber llevado a la conservación de huevos de dinosaurios, incluidos algunos que contenían embriones.

Relación con la astrobiología

Los microorganismos endolíticos se han considerado un modelo para la búsqueda de vida en otros planetas al indagar qué tipo de microorganismos en la Tierra habitan minerales específicos, lo que ayuda a proponer esas litologías como objetivos de detección de vida en una superficie extraterrestre como Marte.. Se han llevado a cabo varios estudios en lugares extremos que sirven como análogos para la superficie y el subsuelo de Marte, y se han desarrollado muchos estudios de geomicrobiología en los desiertos cálidos y fríos de la Tierra. En estos ambientes extremos, los microorganismos encuentran protección contra el amortiguamiento térmico, la radiación ultravioleta y la desecación mientras viven dentro de los poros y fisuras de minerales y rocas. La vida en estos hábitats endolíticos podría enfrentar un estrés similar debido a la escasez de agua y la alta radiación ultravioleta que gobierna el Marte moderno.

Un excelente ejemplo de estas adaptaciones son las costras de yeso translúcidas no higroscópicas pero microporosas, que se encuentran como sustratos potenciales que pueden mitigar la exposición a la radiación ultravioleta y la desecación y permitir la colonización microbiana en desiertos hiperáridos. De la misma manera, la capacidad de crecer bajo un alto estrés hídrico y condiciones oligotróficas confiere a los microorganismos endolíticos sobrevivir en condiciones similares a las que se encuentran en Marte. Hay evidencia de la existencia pasada de agua en el planeta rojo; tal vez, estos microorganismos podrían desarrollar adaptaciones que se encuentran en los desiertos actuales de la Tierra. Además, las estructuras endolíticas son una buena manera de encontrar actividad biológica antigua o actual (biofirmas) en Marte u otros planetas rocosos.