O principal objetivo do trabalho foi estimar a possibilidade de sobrevivência de micro-organismos extremófilos na superfície de exoplanetas conhecidos, assim como na superfície de seus eventuais satélites naturais. Foi utilizado um modelo que simula a atmosfera terrestre primordial, composta principalmente por nitrogênio, água e dióxido de carbono. E em se tratando de extremófilos, esses cálculos não foram limitados à Zona Habitável dos sistemas planetários, pois esse conceito foi estendido para uma região mais ampla, a Zona Extremófila, onde a vida pode existir. Extremófilos são micro-organismos terrestres que vivem sob condições extremas de temperatura, nível de radiação, umidade, pressão, salinidade, pH, etc. . Eles são candidatos naturais para habitarem meios ditos extraterrestres onde tais condições são eventualmente encontradas. Alguns exemplos desses ambientes em nosso sistema solar são: Marte, Titã (satélite de Saturno) e Europa (satélite de Júpiter). Há algumas centenas de planetas orbitando outras estrelas (exoplanetas) e a maioria deles são gigantes gasosos, em particular Hot Jupiters. A temperatura superficial de um planeta depende fortemente de seu albedo, de sua distância orbital, de condições geodinâmicas intrínsecas, além do tipo espectral de sua estrela hospedeira. A estimativa dessa temperatura foi obtida considerando o ciclo silicato-carbono e um balanço de energia global, que contribuiram para se obter estimativas da pressão parcial atmosférica devido ao dióxido de carbono e da temperatura média, na superfície dos planetas e/ou de seus satélites hipotéticos. Os eventuais satélites naturais de planetas gigantes podem abrigar vida e essa possibilidade foi testada através da análise das condições de estabilidade orbital desses corpos celestes. Os resultados deste trabalho deverão fornecer subsídios para a hipótese da panspermia. / The main objective of this study is to estimate the chance of survival of microorganisms (extremophiles) on the surface of known exoplanets, as well as on the surface of its potential natural satellites. We used a model that simulates the primordial atmosphere composed by, primarily, nitrogen, water and carbon dioxide. And when it comes to extremophiles, these calculations were not limited to the Habitable Zone of planetary systems, since this concept was extended to a wider region, the Extremophile Zone, where life can exist. Extremophiles are terrestrial microorganisms living under extreme conditions of temperature, light level, humidity, pressure, salinity, pH, etc ... They are natural candidates for living in habitats considered extraterrestrials where such conditions are encountered eventually. Examples of such environments in our solar system are: Mars, Titan (moon of Saturn) and Europe (satellite of Jupiter). There are hundreds of planets orbiting other stars (exoplanets) and most of them are gas giants, particularly Hot Jupiters. The surface temperature of a planet/moon depends heavily on its albedo, its orbital distance, of geodynamic conditions intrinsic, in addition to the spectral type of their host star. The estimate of this temperature was obtained considering the carbon-silicate cycle and a global energy balance, which contributed to obtain estimates of the partial pressure due to atmospheric CO2 and the average temperature on the surface of planets and/or their hypothetical satellites. Natural satellites of giant planets may harbor life, and this possibility was tested by analyzing the conditions of orbital stability of these heavenly bodies. The results of this study should provide support for the hypothesis of panspermia.

El sistema Copahue-Caviahue, que comprende el Volcán Copahue, el Río Agrio, varias manifestaciones geotermales de distintas temperaturas además de lagunas, lagos y otros cursos de agua, es un ambiente natural de características principalmente termales y ácidas, derivadas de su origen volcánico. Estos hábitats están colonizados por microorganismos especialmente adaptados para sobrevivir en condiciones extremas, por lo que son denominados extremófilos. Los extremófilos participan activamente en la geoquímica del lugar, formando parte de los ciclos naturales de varios elementos químicos. Muchas de las arqueas y bacterias que habitan en ambientes extremos son especies nuevas, no conocidas para el hombre, aunque algunas de ellas están ahí desde los orígenes de la vida en la Tierra. La biodiversidad de estos ambientes constituye un patrimonio que debe conocerse y valorarse. Ese conocimiento puede ser aplicado para estudiar los procesos evolutivos que se tuvieron lugar en la Tierra, conocer los mecanismos moleculares que hacen resistentes a los extremófilos y entender cómo participan en los ciclos biogeoquímicos del ambiente. Los microorganismos que pudieran ser aislados de estos ambientes podrían ser usados posteriormente para desarrollar nuevos procesos biotecnológicos u optimizar los ya existentes. El estudio de la biodiversidad extremófila no es tarea sencilla. Los microorganismos de ambientes extremos crecen en condiciones difíciles de reproducir en el laboratorio y pueden tener requerimientos nutricionales que desconocemos. Es por eso que las técnicas de biología molecular cultivo-independientes se vuelven herramientas indispensables. A partir de estas premisas e inquietudes se formularon las hipótesis del presente Trabajo de Tesis Doctoral que se canalizaron a través de los objetivos que se describen a continuación. Objetivo general Realizar la prospección de la diversidad microbiana de la región volcánica de Caviahue-Copahue, un ambiente extremo con altas temperaturas y bajos valores de pH, utilizando herramientas de biología molecular cultivo independientes. Objetivos específicos: ♦ Realizar la prospección de la biodiversidad procariota del Río Agrio, un sistema donde las condiciones fisicoquímicas cambian a lo largo de su recorrido. ♦ Realizar la prospección de la biodiversidad en algunos pozos geotermales representativos de acuerdo a sus condiciones fisicoquímicas y su nivel de intervención antropogénica. ♦ Relacionar la diversidad y las especies procariotas presentes en cada sitio con sus condiciones fisicoquímicas, la geoquímica del lugar y los ciclos de elementos importantes en la zona como los del azufre y del hierro. ♦ Detectar posibles nuevas especies extremófilas. ♦ Predecir condiciones para el aislamiento de nuevas especies. ♦ Predecir posibles características fisiológicas y aplicaciones biotecnológicas de nuevas especies.

O principal objetivo do trabalho foi estimar a possibilidade de sobrevivência de micro-organismos extremófilos na superfície de exoplanetas conhecidos, assim como na superfície de seus eventuais satélites naturais. Foi utilizado um modelo que simula a atmosfera terrestre primordial, composta principalmente por nitrogênio, água e dióxido de carbono. E em se tratando de extremófilos, esses cálculos não foram limitados à Zona Habitável dos sistemas planetários, pois esse conceito foi estendido para uma região mais ampla, a Zona Extremófila, onde a vida pode existir. Extremófilos são micro-organismos terrestres que vivem sob condições extremas de temperatura, nível de radiação, umidade, pressão, salinidade, pH, etc. . Eles são candidatos naturais para habitarem meios ditos extraterrestres onde tais condições são eventualmente encontradas. Alguns exemplos desses ambientes em nosso sistema solar são: Marte, Titã (satélite de Saturno) e Europa (satélite de Júpiter). Há algumas centenas de planetas orbitando outras estrelas (exoplanetas) e a maioria deles são gigantes gasosos, em particular Hot Jupiters. A temperatura superficial de um planeta depende fortemente de seu albedo, de sua distância orbital, de condições geodinâmicas intrínsecas, além do tipo espectral de sua estrela hospedeira. A estimativa dessa temperatura foi obtida considerando o ciclo silicato-carbono e um balanço de energia global, que contribuiram para se obter estimativas da pressão parcial atmosférica devido ao dióxido de carbono e da temperatura média, na superfície dos planetas e/ou de seus satélites hipotéticos. Os eventuais satélites naturais de planetas gigantes podem abrigar vida e essa possibilidade foi testada através da análise das condições de estabilidade orbital desses corpos celestes. Os resultados deste trabalho deverão fornecer subsídios para a hipótese da panspermia. / The main objective of this study is to estimate the chance of survival of microorganisms (extremophiles) on the surface of known exoplanets, as well as on the surface of its potential natural satellites. We used a model that simulates the primordial atmosphere composed by, primarily, nitrogen, water and carbon dioxide. And when it comes to extremophiles, these calculations were not limited to the Habitable Zone of planetary systems, since this concept was extended to a wider region, the Extremophile Zone, where life can exist. Extremophiles are terrestrial microorganisms living under extreme conditions of temperature, light level, humidity, pressure, salinity, pH, etc ... They are natural candidates for living in habitats considered extraterrestrials where such conditions are encountered eventually. Examples of such environments in our solar system are: Mars, Titan (moon of Saturn) and Europe (satellite of Jupiter). There are hundreds of planets orbiting other stars (exoplanets) and most of them are gas giants, particularly Hot Jupiters. The surface temperature of a planet/moon depends heavily on its albedo, its orbital distance, of geodynamic conditions intrinsic, in addition to the spectral type of their host star. The estimate of this temperature was obtained considering the carbon-silicate cycle and a global energy balance, which contributed to obtain estimates of the partial pressure due to atmospheric CO2 and the average temperature on the surface of planets and/or their hypothetical satellites. Natural satellites of giant planets may harbor life, and this possibility was tested by analyzing the conditions of orbital stability of these heavenly bodies. The results of this study should provide support for the hypothesis of panspermia.

Na Antártica e no Ártico, a vida microbiana é presente e diversificada, tendo se adaptado a condições similares às encontradas em mundos que despertam interesse à astrobiologia. Este estudo investigou as alterações fisiológicas e fenotípicas do extremófilo psicrotrófico Exiguobacterium antarcticum B7 sob diferentes temperaturas. Foram utilizadas técnicas de eletroforese de proteínas em duas dimensões associada a espectrometria de massa, juntamente com técnicas de microscopia. E. antarcticum foi também submetida a condições físicas encontradas em Marte e no ambiente interplanetário. Seguindo evidências de que micro-organismos psicrotróficos podem também ser resistentes a períodos prolongados de dessecação, foi investigada a presença de linhagens microbianas resistentes a anidrobiose em solos da Antártica e permafrost do Ártico. Por fim, voltando-se à ecologia microbiana de solos polares permanentemente congelados, foi estudada a diversidade microbiana de três estratos de permafrost do ártico canadense com o uso de sequenciamento de DNA de nova geração. / In Antarctica and the Arctic, microbial life is present and diverse, having adapted to low temperature and low humidity conditions, similar to the worlds that arouse more interest to astrobiology. This study investigated the physiological changes of the psychrotrophic extremophile Exiguobacterium antarcticum B7 at different temperatures. Two dimensional protein electrophoresis techniques was used for proteome analysis in conjunction with mass spectrometry, as well as microscopy techniques. E. antarcticum was also subjected to physical parameters found on Mars and in the interplanetary environment. Following evidence that psychrotrophic microorganisms may also be resistant to prolonged periods of desiccation, it was investigated the presence of microbial strains resistant to anhydrobiosis on Antarctic soils and Arctic permafrost. At last, turning the attention to the microbial ecology of permanently frozen polar soils, it was studied the bacterial diversity of three Arctic permafrost strata with next-generation high throughput DNA sequencing.

Na Antártica e no Ártico, a vida microbiana é presente e diversificada, tendo se adaptado a condições similares às encontradas em mundos que despertam interesse à astrobiologia. Este estudo investigou as alterações fisiológicas e fenotípicas do extremófilo psicrotrófico Exiguobacterium antarcticum B7 sob diferentes temperaturas. Foram utilizadas técnicas de eletroforese de proteínas em duas dimensões associada a espectrometria de massa, juntamente com técnicas de microscopia. E. antarcticum foi também submetida a condições físicas encontradas em Marte e no ambiente interplanetário. Seguindo evidências de que micro-organismos psicrotróficos podem também ser resistentes a períodos prolongados de dessecação, foi investigada a presença de linhagens microbianas resistentes a anidrobiose em solos da Antártica e permafrost do Ártico. Por fim, voltando-se à ecologia microbiana de solos polares permanentemente congelados, foi estudada a diversidade microbiana de três estratos de permafrost do ártico canadense com o uso de sequenciamento de DNA de nova geração. / In Antarctica and the Arctic, microbial life is present and diverse, having adapted to low temperature and low humidity conditions, similar to the worlds that arouse more interest to astrobiology. This study investigated the physiological changes of the psychrotrophic extremophile Exiguobacterium antarcticum B7 at different temperatures. Two dimensional protein electrophoresis techniques was used for proteome analysis in conjunction with mass spectrometry, as well as microscopy techniques. E. antarcticum was also subjected to physical parameters found on Mars and in the interplanetary environment. Following evidence that psychrotrophic microorganisms may also be resistant to prolonged periods of desiccation, it was investigated the presence of microbial strains resistant to anhydrobiosis on Antarctic soils and Arctic permafrost. At last, turning the attention to the microbial ecology of permanently frozen polar soils, it was studied the bacterial diversity of three Arctic permafrost strata with next-generation high throughput DNA sequencing.

Estudios en distintos ambientes, como el marino o el hipersalino, han demostrado que la combinación de metodologías y la integración de resultados tienen el potencial de aportar nueva información que las técnicas no pueden proveer de manera individual. En esta tesis se han utilizado tres cepas de S. ruber utilizadas para la descripción de la especie para el aislamiento de virus. Un total de 8 virus de aguas de diferentes ambientes hipersalinos se han aislado y seleccionado para realizar una descripción fenotípica, genética y ecogenómica en profundidad. La descripción se ha combinado con un estudio mediante metagenómica vírica dirigida para obtener información acerca de la dinámica poblacional de los virus de S. ruber. Para ahondar en el estudio de la virosfera de Haloquadratum hemos usado diferentes estrategias combinando metodologías dependientes e independientes cultivo. Se realizó un experimento de metagenómica dirigida mediante la incubación de los virus de una muestra de agua hipersalina con dos cepas de Hqr. walsbyi. El metaviroma obtenido se estudió mediante ensamblaje de secuencias y se utilizó para hibridación con un microarray vírico previamente construido. Los genomas halovíricos con señal positiva a la hibridación fueron también analizados y sus secuencias sirvieron como plantilla para la realización de experimentos de phageFISH, en un trabajo independiente a esta tesis, que confirmó su hospedador. Por último se combinó la técnica de single-cell genomics con la hibridación en virochips para detectar células de Haloquadratum infectadas. / Tesis financiada por los proyectos del Plan Nacional CGL2012-39627-C03-01 y CGL2015-66686-C3-3-P, del Ministerio de Economía y Competitividad.

É notório o fato de que o interesse pela detecção de vida fora da Terra tenha aumentado no mundo científico. A existência de possíveis traçadores biológicos na atmosfera terrestre, a presença de material vivo ou de material orgânico decomposto em superfícies e no mar aumentam as possibilidades de sucesso das pesquisas. A vida na Terra é encontrada em todas as partes, e o planeta está saturado de suas manifestações. O objetivo da presente tese é o desenvolvimento de uma metodologia que ofereça ideias para a detecção de bioassinaturas fora da Terra, particularmente em exoplanetas. Em termos de biologia molecular, a principal assinatura de vida é o DNA (ácido desoxirribonucleico), que organiza e sedia o código genético de todos os seres vivos. Outras moléculas que denunciam a presença de vida são a clorofila, carotenoides, fragmentos de DNA, moléculas orgânicas, etc. Na tentativa de se encontrar bioassinaturas na atmosfera de exoplanetas, um requisito deve ser atendido: a identificação de bandas características que permitam a detecção de um sinal que esteja associado a uma biomolécula complexa, preferencialmente na região do infravermelho, vista em meio aos picos de gases atmosféricos. Sendo assim, uma série de análises espectrais foram realizadas para amostras de DNA/células do micro-organismo extremófilo Halobacterium salinarum, com a finalidade de serem comparadas ao espectro infravermelho, obtido de forma direta da atmosfera terrestre. A pesquisa por marcadores específicos foi realizada a fim de determinar os picos que permitam a detecção desses componentes singulares quando suspensos em gases atmosféricos. Os resultados da pesquisa mostram que a atmosfera terrestre está contaminada com moléculas complexas. Existem 37 absorções em comum quando se compara o espectro da atmosfera terrestre com os espectros de células ou DNA (por exemplo 966, 936, 924, 886 e 866 cm-1). Entre elas, os picos centrados em aproximadamente 1018, 996, 900 e 840 cm-1, denunciam a presença de estruturas biogênicas ligadas à presença de ácidos nucleicos (riboses e grupos fosfatos). Investigou-se, também, a possibilidade de certas assinaturas biológicas serem mascaradas pela presença de gases quando observadas remotamente. A conclusão é que as bandas de gases como o SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 e 1124 cm-1) e C2H6 (826 cm-1), podem tornar a detecções de algumas bioassinaturas uma tarefa árdua e até mesmo impossível. Outras perguntas de pesquisa ligadas à determinação da quantidade mínima de material biológico capaz de oferecer um sinal que possa ser identificado e atribuído a um material biológico específico, assim como a possibilidade de determinação de uma banda de absorção apta a servir como fator de calibração foram abordadas. Conclui-se que há possibilidades de se detectar alguma característica biológica mesmo após diluições cobrindo 5 ordens de magnitude (variação de 760 a 0.076 ng/µl). A banda centrada em 893 cm-1 pode ser utilizada para futuras calibrações, pois responde linearmente com a variação da quantidade de material biológico. O resultado da pesquisa mostrou que existem bandas moleculares em comum entre a atmosfera e o material biológico, sendo atribuídas a potenciais marcadores moleculares que, possivelmente, poderão ser detectados de forma remota em futuras missões espaciais. / It is notorious that interest in detecting life beyond Earth has increased in the scientific world. The existence of possible biological markers the terrestrial atmosphere, the presence of living material or organic material decomposed on surfaces and at the sea increase the chances of success of the research. Life on Earth is everywhere and the planet is saturated with its manifestations. The objective of this thesis is the development of a methodology that offers ideas for the detection of bioassinatures outside the Earth, particularly in exoplanets. In terms of molecular biology, the main signature of life is DNA (desoxyribonucleic acid), which organizes and hosts the genetic code all of the living things. Other molecules that denounce the presence of life are chlorophyll, carotenoids, DNA fragments, organic molecules, etc. In an attempt to find bioassinatures in the atmosphere of exoplanets, a requirement must be met: the identification of characteristic bands that allow the detection of a signal associated with a complex biomolecule, preferably in the infrared region, seen in the middle of the peaks of gases atmospheric conditions. Thus, a series of spectral analyzes were performed for DNA samples/cells of the extremophilic microorganism Halobacterium salinarum, to be compared to the infrared spectrum obtained directly from the Earths atmosphere. The search for specific markers was performed in order to determine the peaks that allow the detection of these singular components when suspended in atmospheric gases. The results of the research show that the Earths atmosphere is contaminated with complex molecules. There is a total of 37 common absorptions found in the spectrum of the Earths atmosphere and in Cells or DNA spectra (for example 966, 936, 924, 886 and 866 cm-1). Among them, the peaks centered at approximately 1018, 996, 900 and 840 cm-1, denote the presence of biogenic structures linked to the presence of nucleic acids (riboses and phosphate groups). It was also investigated the possibility of certain biological signatures being masked by the presence of gases when observed remotely. The conclusion is that gas bands such as SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 and 1124 cm-1) and C2H6 (826 cm-1) can make the detection of some bioassinatures a difficult task. Other research questions related to the determination of the minimum quantity of biological material can providing a signal capable of being identified and assigned to a specific biological material, as well as the possibility of determining an absorption that could a serving as a calibration factor were addressed . It is concluded that it is possible to detect a same biological characteristic after dilutions covering 5 orders of magnitude (ranging from 760 to 0.076 ng/µl). The band centered at 893 cm-1 can be used for future calibrations because it responds linearly with the variation of the amount of biological material. The research results showed that there are molecular bands in common between the atmosphere and biological material and are attributed to potential molecular markers that may possibly be detected remotely in future space missions.

É notório o fato de que o interesse pela detecção de vida fora da Terra tenha aumentado no mundo científico. A existência de possíveis traçadores biológicos na atmosfera terrestre, a presença de material vivo ou de material orgânico decomposto em superfícies e no mar aumentam as possibilidades de sucesso das pesquisas. A vida na Terra é encontrada em todas as partes, e o planeta está saturado de suas manifestações. O objetivo da presente tese é o desenvolvimento de uma metodologia que ofereça ideias para a detecção de bioassinaturas fora da Terra, particularmente em exoplanetas. Em termos de biologia molecular, a principal assinatura de vida é o DNA (ácido desoxirribonucleico), que organiza e sedia o código genético de todos os seres vivos. Outras moléculas que denunciam a presença de vida são a clorofila, carotenoides, fragmentos de DNA, moléculas orgânicas, etc. Na tentativa de se encontrar bioassinaturas na atmosfera de exoplanetas, um requisito deve ser atendido: a identificação de bandas características que permitam a detecção de um sinal que esteja associado a uma biomolécula complexa, preferencialmente na região do infravermelho, vista em meio aos picos de gases atmosféricos. Sendo assim, uma série de análises espectrais foram realizadas para amostras de DNA/células do micro-organismo extremófilo Halobacterium salinarum, com a finalidade de serem comparadas ao espectro infravermelho, obtido de forma direta da atmosfera terrestre. A pesquisa por marcadores específicos foi realizada a fim de determinar os picos que permitam a detecção desses componentes singulares quando suspensos em gases atmosféricos. Os resultados da pesquisa mostram que a atmosfera terrestre está contaminada com moléculas complexas. Existem 37 absorções em comum quando se compara o espectro da atmosfera terrestre com os espectros de células ou DNA (por exemplo 966, 936, 924, 886 e 866 cm-1). Entre elas, os picos centrados em aproximadamente 1018, 996, 900 e 840 cm-1, denunciam a presença de estruturas biogênicas ligadas à presença de ácidos nucleicos (riboses e grupos fosfatos). Investigou-se, também, a possibilidade de certas assinaturas biológicas serem mascaradas pela presença de gases quando observadas remotamente. A conclusão é que as bandas de gases como o SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 e 1124 cm-1) e C2H6 (826 cm-1), podem tornar a detecções de algumas bioassinaturas uma tarefa árdua e até mesmo impossível. Outras perguntas de pesquisa ligadas à determinação da quantidade mínima de material biológico capaz de oferecer um sinal que possa ser identificado e atribuído a um material biológico específico, assim como a possibilidade de determinação de uma banda de absorção apta a servir como fator de calibração foram abordadas. Conclui-se que há possibilidades de se detectar alguma característica biológica mesmo após diluições cobrindo 5 ordens de magnitude (variação de 760 a 0.076 ng/µl). A banda centrada em 893 cm-1 pode ser utilizada para futuras calibrações, pois responde linearmente com a variação da quantidade de material biológico. O resultado da pesquisa mostrou que existem bandas moleculares em comum entre a atmosfera e o material biológico, sendo atribuídas a potenciais marcadores moleculares que, possivelmente, poderão ser detectados de forma remota em futuras missões espaciais. / It is notorious that interest in detecting life beyond Earth has increased in the scientific world. The existence of possible biological markers the terrestrial atmosphere, the presence of living material or organic material decomposed on surfaces and at the sea increase the chances of success of the research. Life on Earth is everywhere and the planet is saturated with its manifestations. The objective of this thesis is the development of a methodology that offers ideas for the detection of bioassinatures outside the Earth, particularly in exoplanets. In terms of molecular biology, the main signature of life is DNA (desoxyribonucleic acid), which organizes and hosts the genetic code all of the living things. Other molecules that denounce the presence of life are chlorophyll, carotenoids, DNA fragments, organic molecules, etc. In an attempt to find bioassinatures in the atmosphere of exoplanets, a requirement must be met: the identification of characteristic bands that allow the detection of a signal associated with a complex biomolecule, preferably in the infrared region, seen in the middle of the peaks of gases atmospheric conditions. Thus, a series of spectral analyzes were performed for DNA samples/cells of the extremophilic microorganism Halobacterium salinarum, to be compared to the infrared spectrum obtained directly from the Earths atmosphere. The search for specific markers was performed in order to determine the peaks that allow the detection of these singular components when suspended in atmospheric gases. The results of the research show that the Earths atmosphere is contaminated with complex molecules. There is a total of 37 common absorptions found in the spectrum of the Earths atmosphere and in Cells or DNA spectra (for example 966, 936, 924, 886 and 866 cm-1). Among them, the peaks centered at approximately 1018, 996, 900 and 840 cm-1, denote the presence of biogenic structures linked to the presence of nucleic acids (riboses and phosphate groups). It was also investigated the possibility of certain biological signatures being masked by the presence of gases when observed remotely. The conclusion is that gas bands such as SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 and 1124 cm-1) and C2H6 (826 cm-1) can make the detection of some bioassinatures a difficult task. Other research questions related to the determination of the minimum quantity of biological material can providing a signal capable of being identified and assigned to a specific biological material, as well as the possibility of determining an absorption that could a serving as a calibration factor were addressed . It is concluded that it is possible to detect a same biological characteristic after dilutions covering 5 orders of magnitude (ranging from 760 to 0.076 ng/µl). The band centered at 893 cm-1 can be used for future calibrations because it responds linearly with the variation of the amount of biological material. The research results showed that there are molecular bands in common between the atmosphere and biological material and are attributed to potential molecular markers that may possibly be detected remotely in future space missions.

Vulcões ativos na Antártica contrastam com a paisagem predominantemente gelada do continente. Eles fornecem condições únicas capazes de selecionar uma grande variedade de adaptações microbianas. A Ilha Deception localiza-se na região da Península Antártica e difere de outros vulcões antárticos especialmente pela influência marinha e temperaturas mais elevadas. Foram coletadas amostras de sedimentos associados a fumarolas e geleiras em dois sítios geotermais de Deception, com temperaturas variando entre 0°C a 98°C. Diferentes técnicas independentes de cultivo foram empregadas com o intuito de entender como as comunidades microbianas respondem as variações ambientais extremas produzidas pela atividade vulcânica. Os resultados indicaram que a co-ocorrência de arqueias hipertermófilas e suas adaptações com micro-organismos metabolicamente diversos adaptados a regiões geladas representa uma estrutura de comunidades única para ecossistemas antárticos. Este trabalho forneceu dados ineditos sobre questoes centrais de diversidade e adaptacao microbiana a ambientes geotermais polares. / Active volcanoes in Antarctica contrast with the predominately icy landscape. They harbor unique conditions capable to select an extreme range of microbial adaptations. Deception Island is located in the Antarctic Peninsula region and differs from other Antarctic volcanoes specially by its higher temperatures and marine influence. We collected sediment samples associated to active fumaroles and glaciers on two geothermal sites of Deception Island, with temperatures ranging from 0°C to 98°C. Different cultivation-indepedent techniques were used to understand how microbial communities respond to extreme environmental variations produced by volcanic activity. The results indicate that co-occurrence of hyperthermophiles and their specific adaptations with metabolically diverse cold-adapted micro-organisms represents a unique community structure for antarctic ecosystems. This study provided primordial data on central questions about microbial diversity and adaptation to polar geothermal environments.

Vulcões ativos na Antártica contrastam com a paisagem predominantemente gelada do continente. Eles fornecem condições únicas capazes de selecionar uma grande variedade de adaptações microbianas. A Ilha Deception localiza-se na região da Península Antártica e difere de outros vulcões antárticos especialmente pela influência marinha e temperaturas mais elevadas. Foram coletadas amostras de sedimentos associados a fumarolas e geleiras em dois sítios geotermais de Deception, com temperaturas variando entre 0°C a 98°C. Diferentes técnicas independentes de cultivo foram empregadas com o intuito de entender como as comunidades microbianas respondem as variações ambientais extremas produzidas pela atividade vulcânica. Os resultados indicaram que a co-ocorrência de arqueias hipertermófilas e suas adaptações com micro-organismos metabolicamente diversos adaptados a regiões geladas representa uma estrutura de comunidades única para ecossistemas antárticos. Este trabalho forneceu dados ineditos sobre questoes centrais de diversidade e adaptacao microbiana a ambientes geotermais polares. / Active volcanoes in Antarctica contrast with the predominately icy landscape. They harbor unique conditions capable to select an extreme range of microbial adaptations. Deception Island is located in the Antarctic Peninsula region and differs from other Antarctic volcanoes specially by its higher temperatures and marine influence. We collected sediment samples associated to active fumaroles and glaciers on two geothermal sites of Deception Island, with temperatures ranging from 0°C to 98°C. Different cultivation-indepedent techniques were used to understand how microbial communities respond to extreme environmental variations produced by volcanic activity. The results indicate that co-occurrence of hyperthermophiles and their specific adaptations with metabolically diverse cold-adapted micro-organisms represents a unique community structure for antarctic ecosystems. This study provided primordial data on central questions about microbial diversity and adaptation to polar geothermal environments.