Comiendo Kerógeno

Comiendo Kerógeno

Por :Liberto Brun Compte

Un equipo de investigadores descubrió que hay microorganismos en los esquistos de New Albany en Kentucky que están comiendo kerógeno.

Por Leslie Mullen

Cuando los microorganismos mueren en los estanques de agua o en el océano, se hunden lentamente hacia el fondo, formando un lodo negro y espeso. Con el tiempo, este lodo se entierra y se compacta con más organismos y capas de barro. Si se omite el oxígeno de la mezcla, la materia orgánica no puede deteriorarse y eventualmente se fosiliza en un material denominado kerógeno.

Los científicos han creído por mucho tiempo que el kerógeno era un "vertedero" de carbono, un lugar donde el carbono era atrapado y no se podía reciclar. Pero recientemente, un equipo de investigadores encabezado por Steven Petsch del Instituto Oceanográfico de Woods Hole (WHOI) descubrió que los microorganismos en los esquistos de New Albany en Kentucky están comiendo kerógeno.

Los científicos cultivaron bacterias del esquisto negro de 370 millones de años de antigüedad. El esquisto de New Albany se formó durante el Devónico (hace 417 a 354 millones de años), cuando Kentucky fue cubierto por mares tropicales poco profundos. El kerógeno es abundante en los esquistos de Kentucky porque las aguas ancestrales eran muy fecundas, con grandes cantidades de microorganismos como algas y bacterias del plancton en la superficie, mientras que el fondo del océano estaba estancado, con una cantidad de oxígeno disuelto limitada.

Los científicos saben que las bacterias están consumiendo kerógeno, porque diseñaron su experimento de manera que el kerógeno fuera la única fuente de carbono disponible para comer de las bacterias.

Los científicos también probaron la abundancia de carbono-14 (C-14) en las bacterias. Los organismos vivientes recogen pequeñas cantidades de C-14 radiactivo de su medio ambiente. Cuando los organismos se mueren, ya no acumulan C-14. Con el tiempo, el C-14 se deteriora y desaparece. Debido a que el kerógeno está compuesto de material orgánico, contiene inicialmente el C-14 acumulado por los organismos muertos. Pero como el esquisto de New Albany es tan viejo, el C-14 se ha deteriorado completamente. El kerógeno en el esquisto ya no contiene nada de C-14.

"Nosotros cultivamos bacterias recolectadas de esta piedra y medimos el C-14 contenido en sus células", dice Petsch. "Estas medidas mostraron que estas bacterias vivientes contienen desde muy poco a ningún C-14. La única manera que los organismos vivientes pueden no contener C-14 es vivir en un medio ambiente dónde todo el carbono disponible también este libre de C-14."

Se pensaba que el kerógeno era resistente al consumo bacteriano antes de este descubrimiento. Mientras que la mayoría de los materiales orgánicos en algas y bacterias - como las proteínas, ácidos nucleicos e hidratos de carbono - normalmente se degradan o consumen muy rápidamente después de la muerte de una célula- los materiales que eventualmente forman kerógeno no son tan fácilmente degradados o comidos por otros organismos. Estos materiales se acumulan en sedimentos, permaneciendo así por millones de años. La composición de este material fosilizado tiende a ser muy resistente al ataque químico o al biológico.

"En composición, el kerógeno en los sedimentos de New Albany es algo similar a muchos plásticos comunes como el polietileno", dice Petsch. "Piense en bolsas de plástico. Nosotros sabemos que la mayoría de los plásticos resisten por largo tiempo en el ambiente."

Este descubrimiento indica que los microorganismos pueden jugar un papel más activo en el ciclo del carbono de la Tierra de lo que previamente se reconoció. Específicamente, este banquete bacteriano puede jugar un papel muy significativo en el reciclado del carbono en el kerógeno. En la actualidad, sin embargo, los científicos no saben que tanto prevalecen las bacterias, o cuánto carbono consumen.

"No sabemos si estos organismos se encuentran en distintos medio ambientes, o si simplemente son especiales para este afloramiento en Kentucky", dice Petsch. "Incluso no sabemos que tan abundantes son en ese medio, ya que nosotros los cultivamos en el laboratorio. Y hasta ahora, no tenemos ninguna forma de estimar cuánto carbono están consumiendo en Kentucky."

Según Petsch, la exposición a la atmósfera parece tener algo que ver en la degradación del kerógeno.

"La piedra más cercana a la superficie en nuestra localización de Kentucky ha perdido una gran cantidad de kerógeno", dice Petsch. "A nueve metros por debajo de la ladera, la piedra contiene aproximadamente diez por ciento de kerógeno, mientras que en la superficie, la piedra tiene un uno por ciento aproximadamente. Quizás estos organismos sean los responsables de toda esta pérdida."

Petsch piensa que quizás las bacterias necesitan oxígeno para poder consumir el kerógeno. Mientras que el esquisto expuesto a la atmósfera tenía menos kerógeno, la piedra más profunda tiene una exposición menor al oxígeno y por lo tanto una actividad bacteriana menor.

"El consumo del esquisto depende muy probablemente de la exposición al medio ambiente,” dice Petsch. "En la profundidad del subsuelo profundo, el oxígeno no podría penetrar del aire hacia dentro de la piedra. Nuestro trabajo parece indicar que la disponibilidad del oxígeno juega un papel importante en la forma como se consume el kerógeno. Así que en las profundidades, la actividad microbiana debería de ser muy limitada."

Petsch no cree que lo que sucedido en el mar en New Albany fuese sólo un acontecimiento local. Este estudio podría decirnos, por consiguiente, algo sobre la abundancia del anhídrido carbónico en la atmósfera de la Tierra a través de sus etapas geológicas.

"El entierro masivo de materia orgánica ocurría en muchos lugares, alrededor del globo, en ese momento en la historia de la Tierra", dice Petsch. “Para enterrar todo este carbono, se requería de que existiese una población muy grande de fitoplancton (algas y bacterias). Algunos investigadores creen que este evento global puede haber dado como resultado una disminución del anhídrido carbónico en la atmósfera de la Tierra ya que el crecimiento y entierro de tantos organismos de fotosíntesis significaba realmente una eliminación de carbono de la atmósfera para convertirse en sedimentos del fondo marino.

"Yo pienso que el descubrimiento de este proceso microbial es importante científicamente", dice Linda Jahnke, bacterióloga del Centro de Investigación Ames de la NASA. “Hay un creciente reconocimiento de los procesos geológicos y su afectación microbial al medio ambiente hoy en día. El hecho de que las bacterias puedan vivir casi en cualquier parte y puedan desarrollarse dentro de las condiciones más exiguas, amplía nuestro concepto del potencial que tienen para la vida en los medios ambientales extremosos y extraterrestres."

¿Qué viene después?

Petsch y su equipo planean regresar a Kentucky para obtener una muestra más grande del centro de la piedra. También esperan determinar qué tan diseminadas pueden estar las bacterias en otros alrededores de esquisto.

Además, Petsch planea llevar a cabo diferentes tipos de análisis en las bacterias comedoras de kerógeno.

"Quiero deducir lo que estos organismos son, a través de su secuencia de ADN y un análisis filogenético ", dice Petsch. "Me gustaría trabajar específicamente en cómo estos organismos atacan al kerógeno, observando las reacciones químicas involucradas paso a paso."