Los investigadores que analizan los genomas de los microorganismos que viven en los pozos de petróleo y gas de esquisto han encontrado evidencia de ecosistemas sostenibles que se afianzan allí, poblados en parte por un género de bacterias nunca antes visto que han denominado "Frackibacter".
El nuevo género es uno de los 31 miembros microbianos que se encuentran viviendo dentro de dos pozos de fracturamiento separados, informan investigadores de la Universidad Estatal de Ohio y sus colegas en la edición en línea del 5 de septiembre de la revista Microbiología de la naturaleza .
Aunque los pozos estaban separados por cientos de millas y perforados en diferentes tipos de formaciones de esquisto, las comunidades microbianas dentro de ellos eran casi idénticas, descubrieron los investigadores.
Casi todos los microbios que encontraron se habían visto antes en otros lugares, y muchos probablemente provenían de los estanques de superficie que las compañías de energía utilizan para llenar los pozos. Pero ese no es el caso con los recién identificados Candidatus Frackibacter que puede ser exclusivo de los sitios de fractura hidráulica, dijo Kelly Wrighton, profesora asistente de microbiología y biofísica en el estado de Ohio.
En la nomenclatura biológica, "Candidatus" indica que se está estudiando un nuevo organismo por primera vez utilizando un enfoque genómico, no un organismo aislado en un cultivo de laboratorio. Los investigadores eligieron nombrar el género "Frackibacter" como un juego en elpalabra "fracking", abreviatura de "fracturación hidráulica"
Candidatus Frackibacter prosperó junto a los microbios que salieron de la superficie, formando comunidades en ambos pozos que hasta ahora han durado casi un año.
"Creemos que los microbios en cada pozo pueden formar un ecosistema autosostenible donde proporcionan sus propias fuentes de alimentos", explicó Wrighton. "Perforar el pozo y bombear el líquido para fracturar crea el ecosistema, pero los microbios se adaptan a su nuevoentorno para mantener el sistema durante largos períodos "
Al tomar muestras de fluidos tomados de los dos pozos durante 328 días, los investigadores reconstruyeron los genomas de bacterias y arqueas que viven en el esquisto. Para sorpresa de los investigadores, ambos pozos, uno perforado en el esquisto de Utica y el otro perforado en el esquisto de Marcellus- Desarrolló comunidades microbianas casi idénticas.
Además, los dos pozos son propiedad de diferentes compañías de energía que utilizaron diferentes técnicas de fractura. Los dos tipos de lutitas existen a más de una milla y media bajo tierra, se formaron a millones de años de distancia y contenían diferentes formas de fósiles.combustible. Sin embargo, una bacteria, halanaerobio surgió para dominar las comunidades en ambos pozos.
"Pensamos que podríamos obtener algunos de los mismos tipos de bacterias, pero el nivel de similitud era tan alto que fue sorprendente. Eso sugiere que lo que está sucediendo en estos ecosistemas está más influenciado por la fractura que por las diferencias inherentes en el esquisto,"Dijo Wrighton.
Wrighton y su equipo todavía no están 100 por ciento seguros de los orígenes de los microbios. Algunos casi indudablemente vinieron de los estanques que proporcionan agua a los pozos, dijo. Pero otras bacterias y arqueas podrían haber estado viviendo en la roca antes de que comenzara la perforación, Candidatus Frackibacter entre ellos
Las compañías de energía de esquisto suelen formular sus propias recetas patentadas para el fluido que bombean a los pozos para romper la roca y liberar petróleo o gas, explicó Rebecca Daly, investigadora asociada en microbiología en el estado de Ohio y autora principal del Microbiología de la naturaleza papel. Todos comienzan con agua y agregan otros productos químicos. Una vez que el líquido está dentro de un pozo, la sal dentro del esquisto se filtra en él, haciéndolo salmuera.
Los microorganismos que viven en el esquisto deben tolerar altas temperaturas, presión y salinidad, pero este estudio sugiere que la salinidad es probablemente el factor estresante más importante para la supervivencia de los microbios. La salinidad obliga a los microbios a sintetizar compuestos orgánicos llamados osmoprotectores para evitar que explotenCuando las células mueren, los osmoprotectores se liberan en el agua, donde otros microbios pueden usarlos para protegerse o comerlos. De esa forma, la salinidad obligó a los microbios a generar una fuente de alimento sostenible.
Además de las limitaciones físicas en el medio ambiente, los microbios también deben protegerse de los virus. Los investigadores reconstruyeron los genomas de los virus que viven dentro de los pozos y encontraron evidencia genética de que algunas bacterias estaban cayendo presa de virus, muriendo yliberando osmoprotectores al agua.
Al examinar los genomas de los diferentes microbios, los investigadores encontraron que los osmoprotectores estaban siendo comidos halanaerobio y Candidatus Frackibacter . A su vez, estas bacterias proporcionaron alimento a otros microbios llamados metanógenos, que finalmente produjeron metano.
Para validar sus hallazgos del campo, los investigadores cultivaron los mismos microbios en el laboratorio en condiciones similares. Los microbios cultivados en el laboratorio también produjeron osmoprotectores que se convirtieron en metano, una confirmación de que los investigadores están en el camino correcto para comprenderlo que sucede dentro de los pozos
Una de las implicaciones del estudio es que el metano producido por los microbios que viven en pozos de esquisto podría complementar la producción de energía de los pozos.
Wrighton y Daly describieron la cantidad de metano producida por los microbios como probablemente minúscula en comparación con la cantidad de petróleo y gas cosechada del esquisto incluso un año después de la fractura inicial. Pero, señalan, existe un precedente en una industria relacionada, el del metano del lecho de carbón, para utilizar los microbios con mayor ventaja.
"En los sistemas de lecho de carbón han demostrado que pueden facilitar la vida microbiana y aumentar los rendimientos de metano", dijo Wrighton. "A medida que el sistema cambia con el tiempo a ser menos productivo, la contribución del metano biogénico podría aumentar significativamente en la lutitawells. Todavía no hemos llegado a ese punto, pero es una posibilidad ".
Mientras tanto, la investigación dirigida por el coautor Michael Wilkins, profesor asistente de ciencias de la tierra y microbiología, ha utilizado la información genómica para crecer Candidatus Frackibacter en el laboratorio y está probando aún más su capacidad para manejar alta presión y salinidad.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Pam Frost Gorder. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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