lunes, 14 de abril de 2014

Armagedon microbiano: los microbios pueden ser más peligrosos que un asteroide.


Hace aproximadamente unos 250 millones de años, al final del período denominado Pérmico, ocurrió una extinción masiva de los seres vivos terrestres. Ha sido la mayor extinción ocurrida en la Tierra. De proporciones catastróficas, desaparecieron cerca del 95% de las especies marinas y el 70% de los vertebrados terrestres. Algunos autores creen que quizás solo sobrevivió el 5% de las especies. La Tierra tardó millones de años en recuperarse. Una extinción que se conoce con el nombre de la Gran Extinción o Great Dying. (La extinción de los dinosaurios fue hace “poco”, hace “solo” unos 65 millones de años, al final del período Cretácico y el principio del Terciario).


Las causas de semejante hecatombe biológica aún se discuten: quizá una actividad volcánica extrema, el impacto de un asteroide de gran tamaño o la explosión de una supernova “cercana”, que crearon un cambio climático de consecuencias desastrosas. Cada vez hay más evidencias de que la extinción fue acompañada de un aumento global de la temperatura y de una acidificación de las aguas de los océanos. Se sabe también que hubo una fuerte actividad volcánica en Siberia, y que la extinción coincidió con “misteriosos” cambios bruscos, rápidos y severos en el ciclo del carbono en la Tierra. Sin embargo, ignoramos el origen y la causa de dichos cambios.

Según un reciente artículo publicado en la revista PNAS, los microbios podrían estar detrás de esta Gran Extinción. Los autores han combinado análisis en los cambios en el carbono, análisis filogenéticos de microorganismos y medidas de la concentración de níquel en los sedimentos en el sur de China. Parece ser que algunos microorganismos adquirieron una nueva capacidad de consumir algunos productos que antes no podían emplear como alimento, esto causó un aumentó desmesurado del número de dichos microbios, que además eran capaces de producir gas metano (CH4 ), lo que tuvo consecuencias catastróficas para el clima.

Según este artículo, ese cambio en el ciclo del carbono que ocurrió hace unos 250 millones de años, pudo ser debido a tres hechos que coincidieron en el tiempo. Por una parte, la acumulación en los sedimentos marinos de gran cantidad de materia orgánica. Además, la transferencia de material genético de bacterias que degradan la celulosa a un tipo de microbios capaces de producir metano, las arqueas metanogénicas. Esto les permitió emplear como alimento de forma muy eficaz esa materia orgánica de los fondos marinos y convertirla en metano. Pero para estos microbios el compuesto níquel es esencial y lo necesitan para su metabolismo. Todo esto fue posible gracias a un aumento de níquel en la superficie terrestre como consecuencia de una gran actividad volcánica. Así, se generó un auténtica explosión en el número de estos microbios productores de metano. El metano es uno de los gases invernadero y su aumento pudo generar un cambio climático, pudo desplazar al oxígeno y producir una acidificación de los océanos.


Las arqueas metanogénicas convierten el acetato en metano. Para ello necesitan unos genes concretos. Se cree que esta ruta metabólica fue adquirida por la arquea Methanosarcina por transferencia de un par de genes de alguna bacteria del grupo de los Clostridium. Al comparar los genomas de 50 microorganismos vivos, los autores han concluido que ese intercambio de genes debió de ocurrir hace unos 250 millones de años, el momento de la gran extinción masiva.

Los microbios ya habían tenido un efecto esencial sobre la vida en el planeta. Hace unos 2.400 millones de años un tipo de microbios, las cianobacterias, cambiaron totalmente la atmósfera terrestre, que pasó de ser anaerobia (de no tener oxígeno) a aerobia, con oxígeno: la gran oxidación. Las cianobacterias son microbios que producen oxígeno, llevan acabo una fotosíntesis como la de las plantas verdes actuales. Fueran estos microbios los que llenaron de oxígeno la superficie terrestre. Esto permitió la colonización de la superficie y en parte la evolución biológica sobre el planeta.

Todos esto demuestra sin duda que la Tierra es un sistema muy sensible a la actividad y a la evolución microbiana. La actividad microbiana ha cambiado la vida sobre la Tierra de forma drástica al menos en dos ocasionas, la gran oxigenación de las cianobacterias y la producción de metano de las arqueas metanogénicas. Quizá no hay que esperar al impacto de un meteorito, no podemos descartar que en el futuro los microbios sean los responsables de nuestra propia extinción!

Methanogenic burst in the end-Permian carbon cycle. Rothman, D.H., et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2014 Mar 31.

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