Alemania.- Trazas del pasado de la vida microbiana en los sedimentos frente a las costas del Perú documentan como el ecosistema microbiano bajo el fondo marino ha respondido al cambio climático en cientos de miles de años.

Por más de una década los científicos del Max Planck Institute for Marine Microbiology y sus colegas de MARUM y la University of Aarhus han investigado la vida microbiana de este hábitat.

Esta “Biosfera de Profundidad”, alcanza varios cientos de metros bajo el fondo el mar, esta exclusivamente poblado por microbios y generalmente es considerado como estable. Sin embargo, se conoce poco sobre como este sistema se desarrollo en milenios y como su vida microbiana influye el ciclo de carbono en los océanos.

En un nuevo estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) el Dr. Sergio Contreras, y sus colegas de Bremen, usaron un examen cuidadoso de los núcleos perforados en la plataforma continental del Perú para mostrar cuan sorprendentemente dinámica este ecosistema, profundamente enterrado, puede ser.

Bajo el fondo del mar, el consorcio de dos diferentes dominios de microorganismos (arqueas y bacterias) aprovechan la energía del metano, que ellos oxidan utilizando el sulfato. Este proceso es conocido como la oxidación anaerobia del metano (AOM, por sus siglas en inglés) y ha sido estudiado intensivamente por los investigadores de Bremen.

El metano, también producidos por arqueas, emergen de las capas más profundas del sedimento, mientras que el sulfato se difunde lentamente de la columna de agua en el sedimento. Ambos reactivos se encuentran en el llamado frente de oxidación del metano. Sólo en este frente las concentraciones de sulfato y metano son los suficientemente altos para que el intercambio microbiano tenga lugar, y aquí el proceso AOM deja “firmas” fosilizadas minerales y biológicas. Por ejemplo, el archaeol, un constituyente de la membrana celular de los arqueas, es una molécula extremadamente estable que es preservada por miles de millones de años. Minerales como la barita (sulfato de bario) y la dolomita (carbonato de magnesio calcio) también se precipitan en este frente de oxidación del metano debido a la actividad microbiana.

La migración del frente de la oxidación del metano

Con la finalidad de rastrear la migración del frente de oxidación del metano durante el último medio millón de años, el Dr. Contreras y sus colegas midieron la barita, dolomita y archael en los núcleos de perforación de la costa frente al Perú. Estos núcleos de hasta 200 m de longitud de la plataforma continental peruana se obtuvieron durante una expedición del buque de perforación científica JOIDES.

Para su sorpresa, Contreras y sus colegas detectaron una capa que estaba fuertemente enriquecida en archaeol, barita y dolomita, localizada 20m por encima de la frontera de oxidación del metano en la actualidad. Ellos estiman que esta capa se formó durante el último período interglacial hace 125 000 años y que la frontera del metano debe haber migrado rápidamente hacia abajo durante el último período glacial. “Nuestros datos demuestran cuan rápido las comunidades microbianas pueden responder a los cambios en las condiciones oceanográficas, por lo menos a una escala de tiempo geológico” explicó el bioquímico Dr. Tim Ferdelman.

Referencia:
S. Contreras, P. Meister, B. Liu, X. Prieto-Mollar, K.-U. Hinrichs, A. Khalili, T. G. Ferdelman, M. M. M. Kuypers, B. B. Jorgensen. Cyclic 100-ka (glacial-interglacial) migration of subseafloor redox zonation on the Peruvian shelf. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2013; DOI: 10.1073/pnas.1305981110