lunes, 19 de marzo de 2018

Burbujas fosilizadas



Burbujas de oxígeno de hace 1.600 millones de años

Mira esta fotografía. ¿Sabes lo qué es?


Según los autores (1) esas estructuras globulares son burbujas de gas atrapadas hace unos 1.600 millones de años en un estromatolito fósil formado por tapetes microbianos de cianobacterias. Cada “burbuja” mide entre 150-200 micras.

En este trabajo han analizado los estromatolitos de la formación Chitrakoot (en el centro de India) de la época del Paleoproterozoico, la primera era geológica de las tres que componen el Eón Proterozoico y que comienza hace 2.500 millones de años y termina hace 1.600 millones de años durando 900 millones de años. Es en esta era cuando los continentes se estabilizaron por primera vez y se produjo la Gran Oxidación. Según los autores esas pequeñas estructuras corresponden a las burbujas de oxígeno que desprendieron las cianobacterias que realizaban una fotosíntesis muy activa hace millones de años. En esta otra fotografía se muestran esas mismas estructuras vistas con un microscopio electrónico de barrido.




La Gran Oxidación, también llamado Catástrofe o Crisis de Oxígeno, fue un cambio medioambiental excepcional que ocurrió en nuestro planeta hace alrededor de 2.400 millones de años. ​Desde que se originó la vida en la Tierra (hace unos 3.800 millones de años) hasta ese momento, el ambiente terrestre era anaerobio, sin oxígeno, reductor. Es decir, durante los primeros 1.400 millones de años la vida fue sin oxígeno. Los primeros microorganismos fotosintéticos realizaban una fotosíntesis anoxigénica, en la cual no se desprende oxígeno, tal como hacen en la actualidad las bacterias verdes y púrpuras.

El oxígeno que respiramos se originó por el metabolismo de las cianobacterias

¿De dónde proviene el oxígeno que cubre actualmente la superficie terrestre? La hipótesis más aceptada es que un tipo de bacterias ancestrales desarrollaron una nueva capacidad metabólica: realizar una fotosíntesis oxigénica con producción de oxígeno molecular (O2), como la que realizan actualmente las plantas y algas verdes. Esta bacterias, denominadas cianobacterias, aparecieron hace unos 2.800 millones de años. La emisión de oxígeno se fue acumulando y provocó una auténtica crisis ecológica, la extinción masiva de gran parte de la biodiversidad microbiana de la época, para la que el oxígeno le era tóxico. [La aparición del oxígeno debió ir acompañada de la aparición de nuevos sistemas enzimáticos para neutralizar las formas tóxicas del oxígeno: catalasa, superóxido dismutasa, …].

¿Y existen fósiles de aquella época en la que solo existían microbios? Pues si: los estromatolitos. Son estructuras minerales laminadas de origen biológico, finamente estratificadas originados por la producción, captura y fijación de partículas carbonatadas por parte de comunidades de microbios, principalmente cianobacterias. Su aspecto a simple vista es como si fueran una roca, pero si nos fijamos bien y los examinamos al microscopio podemos distinguir muchas capas superpuestas en finas láminas apiladas unas sobre otras en las que sólo la capa más superficial contiene organismos vivos. En realidad estas rocas son el resultado de la unión de comunidades microbianas, que viven en mares cálidos y en aguas poco profundas. Las rocas se forman muy lentamente, capa sobre capa, al morir las células de una capa, depositan carbonato cálcico y otros sedimentos sobre la capa anterior y se formar sobre ellas una nueva capa viva.

Las cianobacterias son bacterias fotosintéticas que liberan oxígeno, fijan el CO2 atmosférico y forman carbonatos que, al precipitar, dan lugar a la formación de los estromatolitos. Además de las cianobacterias, en los estromatolitos actuales se pueden encontrar otras bacterias, como bacterias verdes no sulfurosas, algas verdes y diatomeas, hongos y otros seres vivos que pueden llegar a calcificar dentro de la estructura. Son por tanto comunidades laminares de microorganismos que forman tapetes microbianos.

Los estromatolitos son los fósiles más antiguos que se conocen

Pero además, los estromatolitos pueden fosilizar. De hecho hay estromatolitos fósiles de todas las épocas geológicas y fueron muy abundantes hace entre 3.400 y 2.400 millones de años, hasta hace unos 700 millones de años, fecha en la que en su mayoría desaparecieron bruscamente. Los estromatolitos más antiguos se han encontrado en Warrawoona (Australia) y tienen unos 3.500 millones de años. Aunque recientemente se han descrito otros en Groenlandia de hace 3.700 millones de años de antigüedad. Son, probablemente, la evidencia de vida más antigua que se conoce en la Tierra.

Los descritos en esta publicación (1) son de hace unos 1.600 millones de años, pero lo curioso es que contienen los huecos que dejaron burbujas de oxígeno que produjeron las cianobacterias. Puede ser la evidencia fósil más antigua de aquella Gran Oxidación que cambió por completo la superficie terrestre.

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