NeoFronteras

Microbios del azufre de hace 2,35 Ga

Área: Paleontología — martes, 27 de noviembre de 2012

Algunos microorganismos presentes en estromatolitos de hace 3450 millones de años metabolizaban azufre.

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Estromatolitos actuales. Fuente: University of Wisconsin-Madison.

Estamos ya acostumbrados a imaginar el mundo en el que habitaban los dinosaurios antes de que éstos desaparecieran para siempre. También el mundo verde del Carbonífero lleno de bosques primigenios atravesados por grandes libélulas. Incluso, gracias sobre todo a Stephen Jay Gould, el mundo que explota de vida del Cámbrico de hace 500 millones de años ya hasta nos es familiar. Si uno lo desea ya puede comprar un Anomalocaris de peluche para regalar a su hijo o sobrinos. Un regalo perfecto para el más geek de los niños.
Conocer esos mundos no ha sido fácil y se han necesitados de generaciones de paleontólogos que poco a poco han ido desentrañando parte de sus secretos. Nunca conoceremos del todo cómo fueron esos mundos. El registro fósil es siempre incompleto y la tectónica y erosión de nuestro planeta va eliminando lentamente toda esa información del pasado. Es una memoria que se pierde para siempre.
Por esta razón, saber qué es lo que metabolizaban unos microbios hace 3.450 millones de años es todo un logro. La dieta de algunos de ellos estaba basada en el azufre, algo que comparten con otros microorganismos actuales.
Aunque a casi nadie le importan (bueno, quizás sí a Oliver Sacks, al fin y al cabo es un superviviente), los estromatolitos son tremendamente fascinantes. Son formaciones rocosas creadas poco a poco gracias a la acción de películas microbianas. Todavía hoy en día se pueden ver estromatolitos vivos allí donde otro tipo de vida no es posible. Pero hace 3450 millones de años sólo había microorganismos sobre la Tierra y las únicas estructuras creadas por la vida eran los estromatolitos. En NeoFronteras hemos divulgado sobre los estromatolitos de vez en cuando, aunque será difícil que alguna vez se vendan peluches inspirados en ellos.
Uno de los sitios en donde se pueden ver tanto estromatolitos vivos como los más antiguos de sus fósiles es Australia. Algunas partes de esta isla continente han permanecido relativamente sin alterar por la tectónica durante miles de millones de años. Además, hay áreas desérticas en donde la población humana es prácticamente cero y por tanto las alteraciones que habitualmente perpetramos los humanos son muy reducidas. Una de esas zonas es la formación rocosa de Strelley Pool Chert, en la región australiana de Pilbara. Allí hay fósiles de estromatolitos de hace 3450 millones de años que una vez estuvieron en el fondo de un mar somero. Es un sitio ideal porque ha sido poco afectada por el metamorfismo, fenómeno geológico que provoca la recristalización de las rocas sedimentarias y que provoca la degradación de los fósiles de los microorganismos que una vez se sedimentaron y fosilizaron. Este fenómeno es el enemigo de todo geólogo o paleontólogo interesado en la vida precámbrica. Pese a este aspecto a favor, la conservación de fósiles de los microbios que formaron los estromatolitos es muy difícil, lo que ha permito que algunos dudaran en el pasado del origen orgánico de estas estructuras.
En estos fósiles australianos de Strelley Pool Chert hay capas de sedimentos ricas en carbono orgánico que los hace únicos frente a los estromatolitos arcaicos que se pueden encontrar en la región del cinturón Barberton Greenstone de Sudáfrica.
Tomaso R. R. Bontognali y sus colaboradores han analizado fósiles de esta formación rocosa australiana desde el punto de vista isotópico. Como ya sabemos, la vida (o más bien la bioquímica de los seres vivos) prefiere ciertos isótopos de determinados elementos frente a otros. Midiendo la razón entre unos isótopos y otros se puede saber si la vida ha intervenido o no.

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Estos fósiles de estromatolitos se asemejan a cartones de huevos. Ahora bajo el sol, proliferaban antaño bajo las aguas costeras de un mar somero y estuvieron poblados de seres microscópicos que competían contra sus semejantes por la superviviencia. Fuente: A. Allwood.

Bontognali ha conseguido con esta técnica saber qué “comían” (metabolizan) algunos microorganismos presentes en esos estromatolitos de hace 3450 millones de años. Al parecer entre la rica comunidad de microorganismos había algunos respiradores de azufre. Esto señala las similitudes entre estos ecosistemas arcaicos y el de sus compañeros modernos, pues se puede encontrar seres de este tipo en los modernos tapestes microbianos. Esto, obviamente, no significa que todos los microbios allí presenten se dedicaran a metabolizar azufre en sus distintas formas. Sólo haría una parte de ellos.
El azufre es un elemento que es necesario para vida, pues forma parte de algunos aminoácidos de las proteínas. Pero, además, este elemento es usado en su propio ciclo biológico por varios tipos de bacterias. Así por ejemplo, algunas de ellas oxiden el azufre elemental, el sulfuro de hidrógeno o los grupos sulfato para producir energía e hidrógeno. Algunas producen como subproducto final ácido sulfúrico.
Pero quizás las más fascinantes es este tipo de bacterias del azufre son las bacterias púrpuras del azufre. Éstas obtiene hidrógeno del sulfuro de hidrógeno (H2S) a través de una fotosíntesis en lugar de usar agua (H2O) como en el fotosíntesis tradicional, excretando azufre elemental en lugar de oxígeno. Luego ese azufre puede oxidarse para producir sulfuro y éste oxidarse de nuevo para producir ácido sulfúrico.
No se saben los detalles del metabolismo del azufre presente en aquellos tiempo en estos estromatolitos, pero los hallazgos indican que este elemento formaba parte del metabolismo de algunos de los microbios que había allí. Esto apoya aún más la idea del origen biológico de estas estructuras rocosas.
Ya había pruebas sobre el metabolismo del azufre en otras rocas arcaicas, pero estas pruebas no volvían a aparecer hasta el Paleoproterozoico, por lo que se puso en cuestión el hallazgo. Este nuevo resultado apoya la idea de que el azufre estuvo presente en el metabolismo de los seres vivos desde hace miles de millones de años y probablemente desde el origen de la vida.
Este hallazgo también puede servir para buscar biomarcadores en otros lugares del sistema solar, aunque sería necesario el análisis en la Tierra de las muestras tomadas en otros cuerpos como Marte.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3973

Fuentes y referencias:
Noticia en Astrobio.
Artículo original.
Encuentran estromatolitos en el lago Untersee.
Los estromatolitos antiguos contuvieron vida.
En los Grandes Lagos hay ecosistemas exóticos
Sobre los microbiolitos del lago Pavillion.
Nueva técnica de análisis de estromatolitos.
Nueva aproximación en el estudio de estromatolitos.
Un ecosistema de hace 3400 millones de años.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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11 Comentarios

  1. Dr. Thriller:

    Perdón, donde esté Opabinia Regalis que se quite todo lo demás xD.

  2. Miguel Ángel:

    Las bacterias: auténticas protagonistas de la vida.

    Los animales sólo usamos un sistema metabólico, la respiración usando oxígeno; las plantas usan dos sistemas metabólicos (la heterotrofía y la fotosíntesis); pero las bacterias creo recordar que cuentan con 22 sistemas metabólicos distintos, pueden vivir del decaimiento del uranio, pueden fijas sales de oro o de hierro, pueden respirar arsénico o azufre como las de la noticia…
    El azufre está debajo del oxígeno en la tabla de Mendeleiev, con lo cual comparte muchas de sus características, y ya sabéis que son muchos los que postulan que las primeras formas de vida pudieron ser organismos que usasen el azufre como los de las dorsales oceánicas…por cierto que en alguna parte he leído que la tabla periódica se está quedando un tanto obsoleta, cosa que me ha causado sorpresa ya que la considero una de las maravillas de la Ciencia.

    Aquí os dejo un vídeo sobre los estromatolitos de la noticia:

    http://www.youtube.com/watch?v=HIniR9KOA1E

    Saludos/abrazos.

  3. NeoFronteras:

    Estimado Dr. Thriller:
    También hay peluches de Opabinia.

  4. NeoFronteras:

    Estimado Miguel Ángel:
    Aunque hay versiones distintas, la tabla periódica tradicional sigue siendo la mejor.
    Gracias por el enlace aportado. No estaría mal crear una productora de documentales NeoFronteras para mostrar este tipo de cosas. Soñar es gratis.

  5. tomás:

    Amigo Miguel Ángel:
    No sé si te refieres a una tabla periódica en la que los elementos estaban representados -o mejor recogían además- su espectro electromagnético (que tampoco recuerdo si era de absorción o de emisión). No le di más importancia que la de añadir un dato más que para mi interés no era relevante.

  6. Juan Manuel:

    Tal vez una burda recreación de como fueron en vida estos estromatolitos arcaicos y dada la atmósfera imperante en ese tiempo, podamos emularlo un poco si montamos una columna de Winogradsky en la que se desarrollan muy diversos microorganismos a lo largo de la columna, estableciendo toda una trama energética de subsistencia, diría que la zona anaerobia de la columna representada en la ilustración que acompaña al enlace que les ofrezco, nos mostraría algo semejante a lo que fué la dinámica microbiana imperante en esos días de la vida en la tierra, y que podrían haber constituído los estromatolitos; si bien, tal vez los microorganismos serían ancestros de los aquí mencionados

    http://www.microinmuno.qb.fcen.uba.ar/SeminarioBiodiversidad.htm

    Aunque Opabinia regalis sería ultramoderno comparado con la “Era de las bacterias” aquí les dejo esto por si alguien quiere hacer peluches o algún juguete robótico para regalo Navideño.

    http://burgess-shale.rom.on.ca/en/fossil-gallery/view-species.php?id=93&m=1&#age

    A Miguel Angel: muy buen complemento de la noticia tu vídeo, con muy buena información, muy bien.

    Saludos arcaicos

  7. Dr. Thriller:

    Estimado Neo, simplemente acabo de buscarlo y no me lo puedo creer. Y eso que es algo previsible (tan previsible…), ya tengo en qué ocupar mis neuronas esta mañana, cómo es posible que una mentalidad de saltamontes como la mía se le pasen por alto estas cosas:

    http://www.etsy.com/listing/67548577/opabinia-plush-soft-sculpture

    Estoy pensando seriamente en hacerme con uno xD.

    Ya puestos, se puede hacer una Wiki sobre qué cojones era la ¿fauna? ¿flora? de Ediacara o los “cosos” Tomotienses.

    Para mí que toda la pluricelularidad es totalmente un colateral, vamos, que ya salto directamente por encima de los planes corporales, y que cuando encontremos vida por ahí afura (en el sentido de bioquímica parecida a la nuestra), nos vamos a quedar de una pieza, porque va a ser como lo mío del peluche, totalmente previsible pero no se nos ocurre porque no pensamos en ello.

  8. Juan Manuel:

    Apreciado amigo miguel Angel:
    Sí, por ahí de cuando en cuando, y más bien, cada vez que se descubre o se propone un nuevo elemento químico, algunos, sobre todo en el medio periodístico suelen comentar que la tabla periódica se habria quedado obsoleta, tal vez por que por lo pronto en las ya impresas faltaría el o los “nuevos” elementos químicos que habrían de integrarse a la tabla, pero pienso que sería la única razón de que entrara en la obsolesencia momentáneamente, pienso que el término correcto sería -desactualizada- por que a mi juico, la tabla periódica tiene para muy buen rato, es una creación genial.

    Aquí un ejemplo de lo dicho
    http://www.notichubut.com/news/index.php/ciencia-tech/296-agregan-dos-nuevos-elementos-a-la-tabla-periodica

    Abrazos Mendeleievicos

  9. Dr. Thriller:

    Había olvidado comentar: el “diseño” en cuadritos horizontales y verticales de la tabla de Mendeleev, según una creencia bastante difundida (que nunca he podido verificar), se basa en lo aficionado que era el propio Dmitri Ivanovich a los solitarios (de cartas, naturalmente).

    La cosa es que el sistema periódico lo que hace es ordenar las propiedades en dos ejes fundamentalmente por las propiedades derivadas de los números cuánticos, períodos (horizontales, “niveles”) y grupos (verticales, “orbitales de valencia en uso”), como es una presentación de propiedades en R², es bastante natural que se escoja un sistema cartesiano estándar, lo de poner un cuadrito tampoco es romperse mucho la cabeza.

    Ahora, claro, si queremos introducir propiedades periódicas a mayores, como las de los núcleos y no sólo las cortezas electrónicas (que son en último término las responsables de los comportamientos químicos), pasamos de pares de datos a ternas, y un sistema cartesiano en R³ ya empieza a presentar problemas de legilibidad sobre todo plasmado en una superficie bidimensional.

    Una representación poco corriente de ver del sistema usado actualmente es un cilindro (elíptico) resultante de conectar el grupo de los gases inertes con el de los alcalinos, naturalmente en los Z consecutivos. No presenta ninguna ventaja de legibilidad y sí problemas de uso y transporte (y visualización). Comento el fenómeno porque esto aplicado a introducir por ejemplo las propiedades nucleares deriavaría en un tesseracto o algo así, que queda muy chachi para vender como curiosidad pero no le veo ninguna ventaja operativa en el contexto de un laboratorio, por ejemplo.

  10. Miguel Ángel:

    Amigo tomás:

    No me refería a nada en particular, simplemente había leído ese cometario pero me alegra comprobar que somos muchos los que apreciamos el valor de la tabla de Mendeleiev.

    Amigo Juan Manuel:

    Tu primer enlace es un ejemplo muy bueno de ecosistema bacteriano al hilo de lo que comentaba en el mensaje 2, me ha encantado, muchas gracias.
    Es formidable que gracias a las redes y a Neofronteras podamos disfrutar la Ciencia un amigo de España y uno de México. La lástima es que esta página no tenga 50 millones de visitas mensuales en vez de 50.000.

    Amigo Dr. Thriller:

    Tus comentarios y curiosidades me llaman mucho la atención, creo que estás consiguiendo salpimentar la página con tu particular estilo, ojalá sea por mucho tiempo. Hasta has conseguido hacerme reir con el “traje” que le hiciste a Carl Popper en la noticia de la luna llena, ¡vaya tela!

    Encantado de compartir con los tres, os mando un fuerte abrazo.

  11. tomás:

    Gracias, mi buen amigo Miguel Ángel, sobre todo por colocarme al lado de esa pareja de monstruos del saber y del ingenio.
    Un gran abrazo.

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