Manantiales en Japón revelan ecosistemas de hace 2.300 millones de años

TOKIO, JAPÓN – Un reciente descubrimiento científico en Japón ha revelado la existencia de cinco manantiales termales que recrean las condiciones químicas de la Tierra primitiva, mucho antes de que el oxígeno dominara la atmósfera. Este hallazgo, publicado en la revista Microbes and Environments por el Earth-Life Science Institute (ELSI) de Tokio, ofrece una ventana única al pasado de nuestro planeta, permitiendo observar cómo funcionaban los primeros ecosistemas.

En estos manantiales, la vida prospera gracias al hierro y al hidrógeno, replicando las condiciones de hace más de 2.300 millones de años. Aunque a simple vista estos manantiales podrían parecer comunes, su composición química es única en el mundo moderno: altas concentraciones de hierro ferroso (Fe²⁺), que en presencia de oxígeno se oxidaría, pero estos ambientes carecen casi por completo de ese gas esencial para la vida actual.

Un laboratorio natural para estudiar el pasado

El investigador Shawn McGlynn, supervisor del estudio, explicó que estos manantiales ricos en hierro proporcionan un laboratorio natural insustituible para estudiar el metabolismo microbiano bajo condiciones similares a las de la Tierra arcaica. La investigación demostró que estos manantiales mantienen ecosistemas que remiten directamente a la era previa al auge masivo del oxígeno.

El equipo liderado por Li-Hau utilizó técnicas metagenómicas avanzadas para analizar el ADN de los microorganismos presentes. En cuatro de las cinco fuentes identificadas, los protagonistas eran bacterias oxidantes de hierro microaerófilas, organismos que habitan donde el oxígeno es escaso y obtienen energía al transformar hierro ferroso en férrico.

La importancia del hierro y el hidrógeno en la vida primitiva

El hallazgo sugiere que durante los primeros milenios de la vida en la Tierra, el hierro y el hidrógeno constituían las principales fuentes de energía biológica, antes de la expansión de la fotosíntesis oxigénica. En palabras del equipo investigador:

“Estas comunidades microbianas replican procesos metabólicos clave de los primeros ecosistemas terrestres”.

En una de las fuentes, llamada Kowakubi, lo dominante eran bacterias de la familia Hydrogenophilaceae, capaces de usar hidrógeno como fuente energética. Este descubrimiento refuerza la hipótesis de que el hidrógeno jugó un rol central en los orígenes de la vida.

Un ecosistema de cooperación y balance

El estudio también identificó la presencia de cianobacterias, microbios responsables de liberar oxígeno a la atmósfera terrestre, aunque en proporciones muy inferiores a los oxidantes de hierro. Estas cianobacterias pudieron haber generado pequeñas cantidades de oxígeno, fomentando una convivencia equilibrada con bacterias sensitivas al gas.

Utilizando más de 200 genomas microbianos reconstruidos, el equipo de ELSI identificó genes responsables de procesos como fijación de carbono, nitrógeno y oxidación de hierro. Las comunidades microbianas analizadas son capaces de reducir nitratos a amonio y completar el ciclo del nitrógeno, evidenciando una complejidad biogeoquímica antes desconocida para esa etapa planetaria.

A pesar de las diferencias químicas entre los manantiales, todos mostraron un patrón común: la coexistencia de bacterias que utilizan hierro, microorganismos dependientes de pequeñas cantidades de oxígeno y especies anaerobias. Esta organización sugiere que los primeros ecosistemas no eran unilaterales, sino cooperativos y adaptativos.

Implicaciones para el estudio del origen de la vida

Este descubrimiento no solo proporciona una visión sin precedentes de los ecosistemas antiguos, sino que también tiene implicaciones significativas para el estudio del origen de la vida en la Tierra y posiblemente en otros planetas. La estructura comunitaria observada en estos manantiales permite comprender el proceso de transición entre un mundo dominado por la química reductora y otro marcado por la oxigenación progresiva.

Las burbujas que emergen en estos manantiales, según cita el artículo,

“llevan la huella de la historia más antigua de la vida”.

A medida que los científicos continúan explorando estos entornos únicos, es probable que se descubran más secretos sobre los orígenes de la vida y la evolución de los ecosistemas en nuestro planeta.