Un lago africano aporta nuevas pistas sobre la vida marina primitiva

Un llac africà aporta noves pistes sobre la vida marina primitiva

Una investigación con participación de la UAB muestra que en los océanos primitivos -entre 1 y 2 mil millones de años-, la concentración de nitrógeno era más elevada de lo que se creía, lo que habría permitido la proliferación de organismos marinos durante la primera aparición de la multicelularidad y la vida eucariótica.

01/02/2017

La investigación, liderada por miembros de la University of British Columbia de Canadá (UBC) y con participación del investigador del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB Marc Llirós, han trabajado en el lago Kivu (República Democrática del Congo), que presenta grandes similitudes a nivel químico con los océanos Proterozoicos, hace entre 2.3 y 0.5 mil millones de años. Las aguas profundas de este lago no tienen oxígeno, pero sí grandes cantidades de hierro disuelto, lo que representa una rareza actualmente a la Tierra.

“Esta es la primera vez que hemos observado microorganismos reciclando el Nitrógeno mediante reacciones químicas acopladas al Hierro en una masa de agua” apunta Céline Michiels, autora principal del trabajo y estudiante de doctorado de la UBC. “A pesar de que estas reacciones se han descrito en el laboratorio, su detección en el lago Kivu nos da evidencias de que pueden jugar un papel importante en los ecosistemas naturales y nos permite modelizar matemáticamente estas reacciones en los océanos primitivos de la Tierra”.

Michiels y sus colaboradores encontraron que cuando algunos de los microorganismos del lago Kivu hacían reaccionar el hierro y el nitrógeno en forma de nitrato, parte del nitrógeno se convertía en nitrógeno gas (y, por lo tanto, se perdía en la atmósfera), pero el resto del nitrógeno era reciclado en forma de amonio. Este amonio permanecía disuelto y disponible como nutriente para los diferentes microorganismos presentes en el lago.

El trabajo, publicado en Nature Geoscience, ha utilizado modelos matemáticos a partir de datos reales recogidos en el lago Kivu, para conocer cómo este reciclaje de nitrógeno podría haber afectado la vida en los océanos primitivos durante el Proterozoico. Los investigadores han visto que la actividad biológica no estaba limitada por la disponibilidad de nitrógeno, tal y cómo se pensaba anteriormente, sino por otro nutriente importante para la vida, como es el fósforo. La limitación de nutrientes habría jugado un papel importante, condicionando la naturaleza y actividad de las formas de vida en los océanos de este periodo de tiempo y, por tanto, asentando las condiciones para el desarrollo de la vida multicelular y de los organismos eucariotas.

“El lago Kivu, su fisicoquímica, los organismos presentes y su metabolismo es una ventana al pasado primitivo de la Tierra, un fósil viviente excepcional que permite aportar evidencias de la historia de la Tierra y diseñar modelos matemáticos para reconstruir la química y la biología de hace casi dos mil millones de años”, comenta Marc Llirós.

“Con la ayuda de estos modelos y registros fósiles, estamos aprendiendo cada vez más sobre cómo la evolución de la vida en los océanos primitivos modeló la química de la superficie terrestre durante largos periodos de la historia primitiva de la Tierra”, concluye el investigador responsable de la investigación, Sean Crowe.

Este trabajo forma parte del proyecto East African Great Lakes Ecosystem Sensitivity tono changes, una iniciativa para estudiar la ecología microbiana en los gran lagos africanos liderada por investigadores belgas de las universidades de Lieja y de Namur.

Artículo: Céline C. Michiels, François Darchambeau, Fleur A. E. Roland, Cédric Morana, Marc Llirós, Tamara García-Armisen, Bo Thamdrup, Alberto V. Borges, Donald E. Canfield, Pierre Servais, Jean-Pierre Descy & Sean A. Crowe. Iron-dependent nitrogen cycling in a ferruginous lake and the nutrient status of Proterozoic oceans. Nature Geoscience (2017) doi:10.1038/ngeo2886

 

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