Il lago craterico idrotermale del vulcano Poás in Costa Rica è uno degli habitat più ostili del pianeta. L'acqua è ultra-acida, piena di metalli tossici e le temperature variano da confortevoli a bollenti. Inoltre, le ricorrenti "eruzioni freatiche" causano improvvise esplosioni di vapore, cenere e roccia. Nonostante tali eruzioni mortali, gli ambienti idrotermali potrebbero essere il luogo in cui le prime forme di vita hanno avuto inizio sulla Terra e potenzialmente anche su Marte, se mai ci fosse stata vita. Oltre a scoprire come la vita può sopravvivere a queste dure condizioni, lo studio di questi microbi fornisce indizi su se e come la vita potrebbe essere esistita su Marte.
"Una delle nostre scoperte chiave è che, all'interno di questo lago vulcanico estremo, abbiamo rilevato solo alcuni tipi di microrganismi, ma una potenziale moltitudine di modi per sopravvivere", afferma il primo autore Justin Wang, uno studente laureato presso l'Università del Colorado Boulder, negli Stati Uniti. "Crediamo che lo facciano sopravvivendo ai margini del lago quando si verificano eruzioni".
Questa attuale collaborazione interdisciplinare fa seguito al lavoro precedente del 2013. A quel tempo, i ricercatori avevano scoperto che c'era solo una specie microbica proveniente dal genere Acidiphilium nel lago vulcanico di Poás. Non sorprende che questo tipo di batteri si trovi comunemente nei drenaggi delle miniere acide e nei sistemi idrotermali, e sono noti per avere più geni adattati a diversi ambienti.
Negli anni successivi, c'è stata una serie di eruzioni e il team è tornato nel 2017 per vedere se c'erano stati cambiamenti nella diversità microbica, nonché per studiare i processi biochimici degli organismi in modo più completo. Quest'ultimo lavoro mostra che c'era un po' più di biodiversità, ma ancora una dominanza dei batteri Acidiphilium.
Attraverso il sequenziamento del DNA degli organismi nei campioni del lago, il team ha confermato che i batteri avevano un'ampia varietà di capacità biochimiche per aiutarli potenzialmente a tollerare condizioni estreme e dinamiche. Questi includevano percorsi per creare energia usando zolfo, ferro, arsenico, fissazione del carbonio (come le piante), zuccheri sia semplici che complessi e granuli di bioplastica (che i microrganismi possono creare e utilizzare come riserve di energia e carbonio durante lo stress o la fame).
Nonostante l'ambiente spesso letale, i sistemi idrotermali forniscono la maggior parte degli ingredienti chiave per l'evoluzione della vita, tra cui calore, acqua ed energia. Questo è il motivo per cui le principali teorie sia per la Terra che per Marte si concentrano su queste zone. Finora, i precedenti sforzi nella ricerca della vita su Marte si sono concentrati sui letti dei torrenti o sui delta dei fiumi, ma gli autori suggeriscono che dovrebbe essere data maggiore attenzione ai siti delle sorgenti termali del passato (che furono presenti su Marte per miliardi di anni).
"La nostra ricerca fornisce un quadro su come la 'vita terrestre' potrebbe essere esistita in ambienti idrotermali su Marte", ha spiegato Wang. "Ma se la vita sia mai esistita su Marte e se assomigli o meno ai microrganismi che abbiamo qui è ancora una grande domanda".