Observan la meteorización mediada por bacterias sobre las rocas al cabo de dos años y medio.
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Hay un material que despreciamos por ser ubicuo: el suelo, la misma tierra. Pero el suelo constituye todo un microcosmos de seres, principalmente microorganismos. Sobre este substrato se asienta toda la vida terrestre, porque, entre otras cosas, las plantas crecen sobre él. En él también se descomponen los seres que una vez estuvieron vivos reciclando una y otra vez los mismos elementos químicos.
Pero el suelo no siempre estuvo ahí. Al principio sólo había roca pelada y ese microcosmos antes mencionado no tenía un soporte sobre el que vivir. Fue necesaria cierta erosión que originara las partículas minerales del suelo que no son materia orgánica. Pero, ¿de donde vienen esas partículas?
Normalmente se ha asumido que la meteorización juega un papel fundamental en el proceso de creación del suelo, así como la misma vida. En este tema están implicadas disciplinas como la Geología, la Biología o la Meteorología. Pero el proceso de generación se suelo es algo muy lento, demasiado lento, como para ser observardo fácilmente por humanos.
Tampoco está claro el papel de la propia vida en el proceso de meteorización, sobre todo en las rocas compuestas de silicatos de hierro que forman los continentes. Nadie se había molestado en medirlo directamente, hasta ahora.
Un equipo de investigadores de University of Wisconsin-Madison, University of Bristol y Pennsylvania State University aceptaron el desafío de investigar este tema, para lo cual han tenido que invertir dos años y medio de experimentos en los que han sido capaces de ver cómo la vida microbiana corroe la roca. Para poder verlo han tenido que acelerar el proceso natural.
Una manera de hacerlo es buscar rocas que se meteoricen rápido, como la diorita Rio Blanco del lecho del río Icaccos en Puerto Rico, de tal modo que se puedan tener datos dentro de una ventana de investigación y publicación razonable.
Así que tomaron muestras con una perforadora de tal modo que los testigos obtenidos llegarán hasta la roca pura, pero incluyendo la zona de transición en donde la roca ya está meteorizada. Esa zona de transición se puede observar en la foto de cabecera.
Encontraron que en las capas profundas había ATP que había sido generado por el metabolismo celular y que era más abundante allí que en otras partes, excepto en la superficie en donde hay nutrientes que depositan plantas y animales y en donde hay mucho oxígeno, por lo que se favorece la proliferación de microorganismos.
Al parecer, para que se dé la meteorización mediada por microbios es necesario que haya transferencias de electrones, como en casi cualquier reacción química. La oxidación no es más que la pérdida de electrones, mientras que una sustancia reducida es la que ha ganado más electrones que los que le corresponden. La vida suele estar en una estado reducido y para ello oxida el ambiente que la rodea. Por ejemplo, esos electrones los pueden obtener algunos microorganismos del azúcar del que se alimenta y de otros compuestos orgánicos reducidos que actúan como alimento haciendo que se oxiden. Luego usan esos electrones en su sistema metabólico celular en lo que llamamos respiración.
Lo interesante es que algunos microorganismos hacen exactamente lo mismo a partir de sustancias inorgánicas y toman de ellas los electrones que necesitan. Algunos de ellos incluso usan las rocas como fuente de electrones. Se podría decir que estos litotrofos «comen» rocas. Aunque cuando hablamos de microorganismos nunca se debe decir «comer», sino metabolizar.
Minerales ricos en hierro, como la pirita o la biotita, son buenas fuentes de electrones para los litotrofos y este cambio químico es el que, precisamente, inicia su meteorización al facilitar su disolución en agua. Esto debería ser visible bajo el microscopio como algún tipo de alteración física.
Así que estos científicos escogieron rocas susceptibles de ser meteorizadas rápidamente, las trituraron (lo que aumentaba en gran medida la superficie a ser meteorizada) y añadieron microorganismos del suelo. Con esto aceleraron el proceso para que pudiera ser observado y medido en un tiempo prudencial.
Al cabo de 30 meses observaron bajo microscopio las muestras y pudieron observar el desgaste en comparación con las muestras de control que carecían de microorganismos. El efecto era comparable a que las rocas hubieran sido atacadas por un ácido en ese tiempo:
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El análisis del ADN presente reveló que casi en exclusiva eran bacterias las que estaban haciendo el trabajo. Al parecer no había hongos.
Estas bacterias son capaces de obtener esos electrones que necesitan a partir del hierro que está fuera de la célula y no necesitan que este hierro entre dentro. Simplemente efectúan la transferencia de electrones sin «ingestión». Si los átomos de hierro fueran ingeridos por la célula antes de su oxidación, esta acumularía óxido de hierro en su interior, lo que sería letal para la misma.
Así que podemso ya decir que serían las bacterias las que iniciarían el proceso de generación de suelo facilitado la meteorización de las rocas.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Nota en Scientific American [3]
Fotos: Stephanie A. Napieralski, Heather L. Buss, Susan L. Brantley, Seungyeol Lee, Huifang Xu y Eric E. Roden.