Las rocas antiguas albergaban vida microbiana en las profundidades del lecho marino, informa un equipo de científicos de la Institución Oceanográfica Woods Hole WHOI, Virginia Tech y la Universidad de Bremen. Esta nueva evidencia estaba contenida en muestras de rocas perforadas del manto de la Tierra:empujado por fuerzas tectónicas al lecho marino durante el período Cretácico temprano. El nuevo estudio fue publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
El descubrimiento confirma una hipótesis de larga data de que las interacciones entre las rocas del manto y el agua de mar pueden crear potencial para la vida incluso en rocas duras en las profundidades del fondo del océano. Los microbios fosilizados son probablemente los mismos que se encuentran en el campo hidrotermal activo de Ciudad Perdida.proporcionando pistas potencialmente importantes sobre las condiciones que sustentan la vida 'intraterrestre' en las rocas debajo del lecho marino.
"Inicialmente estábamos viendo cómo el agua de mar interactúa con las rocas del manto y cómo ese proceso genera hidrógeno", dijo Frieder Klein, científico asociado de WHOI y autor principal del estudio. "Pero durante nuestro análisis de las muestras de rocas,descubrió inclusiones ricas en materia orgánica que contenían lípidos, proteínas y aminoácidos, los componentes básicos de la vida, momificados en los minerales circundantes ".
Este estudio, que fue un esfuerzo de colaboración entre Klein, los científicos del WHOI Susan Humphris, Weifu Guo y William Orsi, Esther Schwarzenbach de Virginia Tech y Florence Schubotz de la Universidad de Bremen, se centró en rocas del manto que originalmente estaban expuestas al agua de mar aproximadamente 125hace millones de años, cuando una gran grieta dividió el supercontinente masivo conocido como Pangea. La grieta, que eventualmente se convirtió en el Océano Atlántico, arrastró rocas del manto desde el interior de la Tierra hasta el fondo marino, donde sufrieron reacciones químicas con el agua de mar, transformando el agua de mar en una hidrotermal.líquido.
"El fluido hidrotermal probablemente tenía un pH alto y estaba agotado en aceptores de carbono y electrones", dijo Klein. "Estas condiciones químicas extremas pueden ser un desafío para los microbios. Sin embargo, el fluido hidrotermal contenía hidrógeno y metano y el agua de mar contiene carbono disuelto yaceptores de electrones. Por lo tanto, cuando mezcla los dos en las proporciones adecuadas, puede tener los ingredientes para sustentar la vida ".
Según el Dr. Everett Shock, profesor de la Escuela de Exploración de la Tierra y las Ciencias de la Universidad Estatal de Arizona, el estudio subraya la influencia que los principales procesos geológicos pueden tener en la perspectiva de vida.
"Esta investigación establece la conexión desde la convección del manto hasta la ruptura de los continentes y, en última instancia, proporciona opciones geoquímicas para la microbiología", dijo Shock. "Es una demostración tan agradable de la geobiología del mundo real con unmucho 'geo' en él ".
Perforación profunda
Las muestras de roca analizadas en el estudio se perforaron originalmente en el margen continental ibérico frente a las costas de España y Portugal en 1993. Durante la expedición a bordo del buque de investigación JOIDES Resolution operado por el Ocean Drilling Program ODP, los investigadores perforaron690 metros de lodo y sedimentos depositados en el fondo del océano para alcanzar el antiguo fondo marino creado durante la desintegración del supercontinente Pangea y la apertura del Océano Atlántico. Las muestras de perforación se habían almacenado en depósitos centrales a temperatura ambiente durante más dedos décadas, antes de que Klein y sus colegas comenzaran su investigación y descubrieran los restos microbianos fosilizados.
"Las colonias de bacterias y arqueas se alimentaban de la mezcla de agua de mar y fluido hidrotermal y se vieron envueltas en los minerales que crecían en la roca fracturada", dijo Klein. "Esto los mantuvo completamente aislados del medio ambiente. Los minerales demostraron ser los mejorescontenedores de almacenamiento para estos organismos, conservando sus lípidos y proteínas durante más de 100 millones de años ".
"Es emocionante que el equipo de investigación haya podido regresar y examinar muestras que se habían recolectado hace años por otras razones y encontrar nuevos descubrimientos", dijo Shock. "Siempre habrá nuevas perforaciones activas, pero este estudio plantea la posibilidadde que hay mucho más en el camino de las muestras existentes que podrían analizarse ".
En el laboratorio, se tuvieron que extraer muestras del interior de la roca ya que el exterior del núcleo de perforación se almacenó en condiciones no estériles. Por lo tanto, Klein y sus colegas tomaron una serie de medidas cuidadosas para garantizar la integridad del interior de la muestra.'t comprometido, y luego analizó las rocas con microscopios de alta resolución, un espectrómetro confocal Raman y una variedad de técnicas isotópicas.
Un enlace a la ciudad perdida
Si bien la espectroscopía Raman permitió a Klein verificar la presencia de aminoácidos, proteínas y lípidos en las muestras, no brindó suficiente información detallada para correlacionarlos con otros sistemas hidrotermales. Los lípidos fueron de particular interés para Klein ya que tienden a sermejor conservados durante largos períodos de tiempo y se han estudiado en una amplia gama de entornos del fondo marino. Esto llevó a Klein a preguntarle a Schubotz, un experto en análisis de biomarcadores de lípidos en la Universidad de Bremen, si podía obtener más información sobre los lípidos de estos antiguosrocas.
Schubotz pasó los lípidos a través de un avanzado sistema de espectrómetro de masas basado en cromatografía líquida para separar e identificar sus componentes bioquímicos. El análisis condujo a un descubrimiento notable: los lípidos del margen ibérico coinciden con los del campo hidrotermal de Ciudad Perdida,que fue descubierto en 2000 en la Cordillera del Atlántico Medio durante una expedición a bordo del buque de investigación Atlantis operado por WHOI. Esto es significativo porque los investigadores creen que la Ciudad Perdida es un análogo actual a los sistemas hidrotermales antiguos en la Tierra primitiva donde la vida puede haberemergió.
"Me emocioné cuando vi el correo electrónico del Dr. Schubotz detallando los resultados analíticos", dijo Klein. "Fue fascinante encontrar estas sustancias biológicas en particular, que anteriormente solo se habían encontrado en el campo hidrotermal de Ciudad Perdida y en filtraciones frías- en rocas debajo del lecho marino donde la vida es extremadamente desafiante. ¡En ese momento sabíamos que estábamos en algo realmente genial! "
Una comprensión más profunda
Según Klein, la confirmación de que la vida es posible en las rocas del manto en las profundidades del fondo marino puede tener implicaciones importantes para comprender la vida submarina en una amplia gama de entornos geológicos.
"Todos los ingredientes necesarios para impulsar estos ecosistemas se hicieron completamente desde cero", dijo. "Es probable que hayan existido sistemas similares a lo largo de la mayor parte de la historia de la Tierra hasta el día de hoy y posiblemente existan ed en otros cuerpos planetarios rocosos que contienen agua., como Europa, la luna de Júpiter ".
El estudio refuerza la idea de que la vida brota en cualquier lugar donde haya agua, incluso en entornos geológicos aparentemente hostiles, una perspectiva tentadora a medida que los científicos encuentran cada vez más agua en otras partes del sistema solar. Pero Klein sostiene que, aunque los científicos han entendido desde hace mucho tiempoMuchas de las fuerzas que impulsan la vida microbiana sobre el fondo marino, todavía existe una gran incertidumbre cuando se trata de comprender los procesos biogeoquímicos que ocurren en el sótano oceánico.
"En el futuro, intentaremos aprender más sobre estos microorganismos en particular y cuáles eran las condiciones ambientales en la zona de mezcla en ese lugar. También planeamos ir a diferentes lugares donde creemos que pueden haber tenido lugar procesos similares, como a lo largo del margen de Terranova, y analizar muestras para ver si encontramos firmas similares. Ampliar esta investigación podría proporcionar información adicional sobre la historia de la Tierra y la búsqueda de vida en el sistema solar ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Oceanográfica Woods Hole . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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