Una rara oportunidad de estudiar una isla volcánica de corta duración revela microbios que metabolizan el azufre

En 2015, un volcán submarino entró en erupción en el Océano Pacífico Sur, formando la isla Hunga Tonga Hunga Ha’apai, que está destinada a tener una corta vida de siete años. Un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Colorado Boulder y el Instituto Colaborativo para la Investigación en Ciencias Ambientales (CIRES) aprovechó una rara oportunidad para estudiar las colonias microbianas tempranas de una masa de tierra recién formada y, para su sorpresa, los investigadores descubrieron una estructura microbiana única. comunidad que metabolizaba azufre y gases atmosféricos, similar a los organismos que se encuentran en los respiraderos de aguas profundas o aguas termales.

«Este tipo de erupciones volcánicas ocurren en todo el mundo, pero generalmente no producen mareas. Tuvimos una oportunidad increíblemente única», dijo Nick Dragon, PhD, de CIRES. Estudiante y autor principal del estudio, que se publicó este mes en Mbeo. «Nadie ha estudiado exhaustivamente los microorganismos en este tipo de sistema insular en una etapa tan temprana antes».

dijo Noah Ferrer, CIRES Fellow, Profesor de Ecología y W.L.L Biología evolucionaria en CU Boulder y el autor correspondiente en el estudio.

Reunir un equipo multiinstitucional de investigadores sobre el terreno muestras de terreno fuera de la isla, luego enviado al campus de CU Boulder. Dragon y Ferrer pueden entonces extraer ADN de las muestras y secuenciarlas.

«No vimos lo que esperábamos», dijo Dragon. «Pensamos que veríamos los organismos que encuentras cuando un glaciar retrocede, o cianobacterias, que son tipos más típicos de colonias tempranas, pero en cambio encontramos un grupo único de bacterias que metabolizan el azufre y los gases atmosféricos».

Y ese no fue el único giro inesperado en esta acción: el 15 de enero de 2022, siete años después de su formación, el volcán hizo erupción nuevamente, arrasando toda la masa terrestre en la erupción más grande del siglo XXI. La erupción volcánica arrasó por completo con la isla, eliminando la opción de que el equipo siguiera monitoreando su ubicación.

“Todos esperábamos que la isla sobreviviera”, dijo Dragon. “En realidad, una semana antes de que explotara la isla, estábamos planeando un viaje de regreso”.

Sin embargo, la misma naturaleza volátil de Hunga Tonga Hunga Ha’apai (HTHH) que lo hizo explotar también explica por qué el equipo descubrió un grupo de microbios tan único en la isla. Hongja Tonga se formó volcánicamente, como Hawái.

«Una de las razones por las que creemos que estamos viendo estos microbios únicos es por las características asociadas con ellos erupciones volcánicas«Muchos gases de azufre y sulfuro de hidrógeno, que probablemente alimentan los taxones únicos que encontramos”, dijo Dragon. «Los microbios eran muy similares a los de los respiraderos hidrotermales, aguas termales Como Yellowstone y otros sistemas volcánicos. Nuestra mejor conjetura es que los microbios procedían de ese tipo de fuentes».

La expedición HTHH requirió una estrecha colaboración con los miembros del Gobierno del Reino de Tonga, que estaban dispuestos a trabajar con los investigadores para recolectar muestras de tierras que normalmente no visitan los invitados internacionales. La coordinación tomó años de trabajo por parte de los colaboradores de la Marine Education Society y la NASA: un observador de Tonga debe aprobar y supervisar cualquier recolección de muestras que se lleve a cabo dentro del reino.

«Este trabajo ha atraído a mucha gente de todo el mundo y hemos aprendido mucho. Por supuesto que estamos decepcionados de que la isla haya desaparecido, pero ahora tenemos muchas predicciones sobre lo que sucederá cuando se formen islas. -Dijo Dragón. «Entonces, si algo se vuelve a formar, nos gustaría salir y recopilar más datos. Tendremos un plan de juego sobre cómo lo estudiaremos».