Desvelan cómo unas bacterias antiguas favorecieron las condiciones para la vida en la Tierra
28/11/2019
Un estudio publicado en Science Advances indica que los antepasados de las bacterias modernas cultivadas de un lago rico en hierro de la República Democrática del Congo podrían haber sido la clave para mantener el clima cálido primitivo de la Tierra y formar los yacimientos de hierro mineral más grandes del mundo -las BIF, por las siglas en inglés de formaciones laminadas de hierro-, en los fondos oceánicos hace miles de millones de años.
El trabajo ha sido liderado por investigadores de la Universidad de la Columbia Británica (UCB), en colaboración con expertos de las universidades Autónoma de Barcelona (UAB), Alberta y Tubinga y del Instituto Tecnológico de Georgia.
Las bacterias estudiadas tienen características químicas y físicas especiales que en completa ausencia de oxígeno les permiten convertir la energía de la luz solar en minerales de hierro oxidado y en biomasa celular, de una manera tal que en última instancia provocan que otros microbios produzcan metano, el potente gas de efecto invernadero.
"Usando técnicas geomicrobiológicas modernas, hemos hallado que dichas bacterias poseen superficies que les permiten expulsar minerales de hierro, lo que hace posible que exporten estos minerales al fondo marino creando depósitos", explica Katharine Thompson, autora principal del estudio y estudiante de doctorado en el departamento de Microbiología e Inmunología de la UBC. "Separadas de sus productos minerales oxidados, estas bacterias pasan a alimentar a otros microorganismos productores de metano. Ese metano es lo que probablemente mantuvo caliente la atmósfera de la Tierra, a pesar de que el sol era mucho menos luminoso que hoy día".
El proceso de generación de las BIF ha sido un enigma hasta ahora, al no existir en estos depósitos registros fósiles de biomasa celular producida durante la oxidación del hierro. “Ahora hemos demostrado que los antepasados de estas bacterias pudieron participar en la formación de las BIF y que el exceso de biomasa no depositado en ellas se habría depositado en los sedimentos costeros, formando pizarras ricas en materiales orgánicos y alimentando la metanogénesis microbiana, añade Marc Llirós, investigador del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB.
Imágenes de microscopia del cultivo de C. phaeoferrooxidans cepa KB01 durante su crecimiento en condiciones de fotoferrotrofia.
El estudio supone una posible explicación a la paradoja del sol joven y débil, originalmente reconocida por el astrónomo Carl Sagan. Dicha paradoja explica la existencia de océanos líquidos en la Tierra primitiva a pesar de que las estimaciones de la temperatura terrestre calculadas a partir de la luminosidad del Sol primitivo y la química atmosférica moderna implicarían que la Tierra debería haber estado completamente congelada. Una Tierra congelada no habría soportado mucha vida. Una atmósfera rica en metano, vinculada a los depósitos masivos de hierro mineral y a la vida temprana fue propuesta inicialmente por el científico atmosférico de la Universidad de Michigan, James Walker, en 1987. Este nuevo estudio aporta una fuerte evidencia física para apoyar la teoría y revela que las interacciones a micro escala entre bacterias y minerales fueron probablemente la causa.
"El conocimiento fundamental que estamos adquiriendo de los estudios que utilizan herramientas y técnicas geomicrobiológicas modernas está transformando nuestra visión de la historia de la Tierra, así como la forma en que conocemos e interactuamos con el mundo que nos rodea hoy día", dice el autor principal del artículo, Sean Crowe, catedrático de investigación canadiense de geomicrobiología y profesor asociado de la UBC. "Este conocimiento de los procesos químicos y físicos a través de los c las bacterias interactúan con su entorno puede ser utilizado, por ejemplo, para desarrollar y diseñar nuevos procesos para la recuperación de recursos, nuevos materiales de construcción, y aportar nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades”, añade.
Artículo: Thompson et al., Photoferrotrophy, deposition of banded iron formations, and methane production in Archean oceans. Sci. Adv. 2019. https://advances.sciencemag.org/content/5/11/eaav2869
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