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.

(1) Evidence of oxygenic phototrophy in ancient phosphatic stromatolites from the Paleoproterozoic Vindhyan and Aravalli Supergroups, India.
Sallstedt T, y col. Geobiology. 2018. 16(2):139-159. doi: 10.1111/gbi.12274.

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