Ads-728

Ads-728

Psicología

Astrofísica

Genética

Neurociencia

» » » » » Las aguas termales de Siberia revelan una ecología muy antigua

La geoquímica sigue el camino de los microbios de Kamchatka, para desentrañar la historia antigua de la atmósfera terrestre.

Albert Colman, Universidad de Chicago
Las bacterias exóticas que no dependen del oxígeno, pueden haber jugado un papel importante a la hora de determinar la composición de la atmósfera primitiva de la Tierra, de acuerdo con la teoría del  investigador, Albert Colman, de la Univ. de Chicago, que está probando en las calientes aguas de un cráter volcánico en Siberia.

Ha descubierto que estas bacterias producen y consumen monóxido de carbono, un dato sorprendente, que los científicos deben tener en cuenta en su intento de reconstruir la evolución de la atmósfera primitiva de la Tierra.

Colman, profesor adjunto de ciencias geofísicas, se unió a un equipo de Estados Unidos y Rusia en el año 2005, y trabajar en la Caldera Uzon del este de la Península de Kamchatka en Siberia, para estudiar la microbiología y la geoquímica de esta región de aguas termales.

Colman y sus colegas, se centraron en los carboxydotrophs anaerobios, unos microbios con una fisiología tan exótica como su nombre. Ellos utilizan mayormente el monóxido de carbono como energía, pero también como fuente de carbono para la producción de nuevo material celular.

Esta fisiología microbiana basada en el monóxido de carbono produce hidrógeno, un componente de ciertos combustibles alternativos. El equipo de investigación también quería probar aplicaciones biotecnológicas de limpieza del monóxido de carbono, procedente de ciertos gases residuales industriales y de la producción de biohidrógeno.

"Nos centramos en los campos geotérmicos", explica Colman, "en la creencia de que tales ambientes podrían ser el hábitat principal de los carboxydotrophs, debido a su respiración químicamente reducida, o sea, el oxígeno libre, el metano, el hidrógeno y la riqueza en dióxido de carbono volcánico de los manantiales."

El equipo descubrió una amplia gama de carboxydotrophs. Paradójicamente, Colman también descubrió que la mayor parte del monóxido de carbono de Kamchatka no burbujeaba con los gases volcánicos, sino que "lo estaba produciendo la comunidad microbiana de estos manantiales", señalaba Colman; así que su equipo comenzó a considerar las implicaciones de una poderosa fuente microbiana de monóxido de carbono, tanto en los manantiales locales como también para la Tierra primitiva.

La Gran Oxidación

Los expertos creen que la atmósfera primitiva de la Tierra apenas contenía oxígeno, aunque posiblemente sí hubiera grandes cantidades de dióxido de carbono y metano. Luego, durante la llamada Gran Oxidación, hace alrededor de 2,3 a 2,5 mil millones de años, los niveles de oxígeno en la atmósfera aumentaron de cantidades ridículamente pequeñas a concentraciones moderadamente bajas.

"Esta importante transición permitió una amplia diversificación y proliferación de estrategias metabólicas que propició el camino para el aumento, mucho más tarde, del oxígeno a niveles lo suficientemente altos como para sustentar la vida animal", añadió Colman.

El proceso del monóxido de carbono por la comunidad microbiana podría haber influido en la química atmosférica y el clima durante el Arcaico, un intervalo de la historia de la Tierra que precedió a la Gran Oxidación.

Las simulaciones previas por ordenador consideraban la biosfera primitiva como el único medio de eliminar el monóxido de carbono producido, cuando los rayos ultravioleta del sol sobre la superficie dividen las moléculas de dióxido de carbono. Este disipador teórico de la biosfera habría impedido la acumulación sustancial de monóxido de carbono en la atmósfera.

"Pero nuestro trabajo demuestra que, no se pueden considerar las comunidades microbianas como un simple sumidero de monóxido de carbono", continuó. Las comunidades producen y consumen monóxido de carbono. Es un ciclo dinámico."

Los cálculos de Colman sugieren que el monóxido de carbono pudo haber alcanzado concentraciones de un 1% en la atmósfera, es decir, decenas de miles de veces mayores que las concentraciones actuales. Esto, a su vez, ejercería una influencia sobre la concentración de metano de la atmósfera, un potente gas de efecto invernadero, con ostensibles consecuencias en las temperaturas globales.

Concentraciones tóxicas

Además, tan altas concentraciones de monóxido de carbono habrían sido tóxicas para muchos microorganismos, colocando la presión evolutiva sobre la biosfera primitiva. "Una fracción mucho mayor de la comunidad microbiana habría estado expuesto a altas concentraciones de monóxido de carbono y habrían tenido que desarrollar estrategias para hacer frente a las altas concentraciones, dada su toxicidad", señalaba Colman.

Él y Bo He, un estudiante graduado en la univ. de Chicago, llevaron a cabo este trabajo de campo tanto en Uzon como en el parque nacional volcánico Lassen, en California. Recientemente, Colman ha viajado a Kamchatka para trabajos adicionales de campo en 2007 y 2010.

"Este fantástico sitio tiene una amplia variedad de aguas termales", apunta. "con diferentes colores, temperaturas, química, y diferentes tipos de microorganismos que viven en ellos. Es muy parecido a Yellowstone en algunos aspectos."

Los manantiales de Lassen tienen un rango más ceñido de químicos ácidos, sin embargo, la producción microbiana de monóxido de carbono parece extenderse en ambas entornos.

Un colaborador de la Universidad de Maryland, Baltimore, Frank Robb, alaba a Colman por su gran entusiasmo y por su "meticulosa preparación", cualidades muy necesarias para garantizar el transporte seguro de los delicados instrumentos al campo.

Parte de la vida microbiana, del complejo sistema hidrotermal de la caldera, puede sobrevivir en entornos más extremos de lo que los científicos han observado en la superficie, agrega Colman. "Lo que no sabemos muy bien es la extensión de estas comunidades microbianas bajo de la influencia de la superficie, aunque es posible que sean extensas."

"Sabemos, por los respiraderos de aguas profundas, que los microbios pueden vivir a temperaturas superiores a las temperaturas que estamos observando en la superficie, y que algunos vuelven a metabolizar el monóxido de carbono."

,

,

,

«
Next
Entrada más reciente
»
Previous
Entrada antigua
Editor del blog Pedro Donaire

Filosofía

Educación

Deporte

Tecnología

Materiales