Un grupo de científicos develó un nuevo ciclo de este elemento químico en el antiguo océano terrestre. Por qué el Lago Superior en California emerge como una ventana única al pasado
El ciclo del azufre en el antiguo océano de la Tierra se produce desde hace unos 3 mil millones de años. El ion sulfato (SO4 ) es la forma más común de azufre en el medio ambiente y un componente importante del agua de mar. En el fondo de los océanos y lagos, donde el oxígeno deja de estar disponible, algunos microbios se ganan la vida convirtiendo el sulfato en sulfuro de hidrógeno (H2S).
Por Infobae
El destino de este sulfuro de hidrógeno es complejo; puede ser consumido rápidamente por microorganismos durante la respiración o puede quedar retenido en los sedimentos durante millones de años. Convertir sulfato en sulfuro de hidrógeno es una profesión consagrada; La evidencia genómica sugiere que los microbios lo han estado haciendo durante al menos 3 mil millones de años.
Pero los científicos creen que el sulfato no se hizo abundante hasta hace entre 2.700 y 2.400 millones de años, cuando la actividad fotosintética de las cianobacterias recién evolucionadas comenzó a bombear cantidades masivas de oxígeno al océano y a la atmósfera. Entonces, ¿de dónde obtenían su sulfato estos antiguos microbios?
La geoquímica Alexandra Phillips, especialista del Departamento de Ciencias de la Tierra en la Universidad de California, ha estado estudiando este elemento amarillo por décadas, interesada en este macronutriente vital, tratando de comprender cómo circula por el medio ambiente. Específicamente, siente curiosidad por el ciclo que llevó adelante desde los orígenes del planeta.
Afortunadamente, las aguas pobres en nutrientes del lago Superior en California, ofrecen una aceptable mirada al pasado. “Es realmente difícil mirar hacia atrás miles de millones de años -dijo Phillips, ex investigadora postdoctoral en la Universidad de Minnesota en Duluth-. Así que ésta es una gran ventana”.
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Ella y su colegas acaban de publicar una nueva investigación donde señalan que han descubierto un nuevo tipo de ciclo del azufre en el lago. Sus hallazgos aparecen en Limnology and Oceanography y centran la atención en el papel que desempeñan los compuestos orgánicos de azufre en este ciclo biogeoquímico.
Trabajando sobre el dilema del ciclo del azufre, Phillips centró su atención en el compuesto orgánico, moléculas en las que el azufre está unido al carbono. Incluyen sulfolípidos y aminoácidos azufrados. En el océano moderno, el sulfato es casi un millón de veces más abundante que el azufre orgánico. “Pero en un sistema donde no hay mucho sulfato, de repente el azufre orgánico importa mucho más”, explicó Phillips.
“Durante mucho tiempo, nuestro pensamiento estuvo dominado por lo que podíamos aprender de los océanos modernos, que son ricos en sulfatos -añadió el autor principal Sergei Katsev, profesor del Observatorio de los Grandes Lagos de la Universidad de Minnesota. Katsev fue uno de los científicos principales del proyecto-. Sin embargo, comprender la Tierra primitiva requiere observar los procesos que surgen cuando el sulfato es escaso, y aquí es donde el azufre orgánico puede cambiar todo el paradigma”.
Da la casualidad de que el Lago Superior tiene muy poco sulfato, casi mil veces menos que el océano moderno. “En estos términos parece mucho más cercano al océano hace miles de millones de años y puede ayudarnos a comprender procesos que no podemos retroceder en el tiempo para observar directamente”, indicó Phillips. Los primeros océanos tenían muy poco sulfato porque había mucho menos oxígeno libre disponible para formar SO4.
El gran lago sirve como análogo del antiguo océano, lo que le permite a Phillips ver cómo el ciclo del azufre pudo haberse desarrollado en aquel entonces bajo químicas similares.
El equipo llevó muestras de agua y sedimentos al laboratorio para su análisis desde dos sitios: uno con abundante oxígeno en el sedimento y otro sin él. La reducción de sulfato generalmente ocurre en partes anóxicas del ambiente. El oxígeno es un gran recurso, por lo que los organismos prefieren utilizarlo en lugar de sulfato cuando pueden. El equipo utilizó metagenómica de escopeta para buscar microbios con genes implicados en la reducción de sulfato.
Y encontraron muchos, precisamente en la capa donde los niveles de sulfato alcanzaron su punto máximo en el sedimento. En total, identificaron ocho taxones reductores de sulfato.
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