Nueva bacteria que forma minerales intracelulares

Una nueva especie de bacteria fotosintética ha salido a la luz: es capaz de controlar la formación de minerales (carbonatos de calcio, magnesio, bario y estroncio) dentro de su propio organismo. Publicado en Ciencia de fecha 27 de abril de 2012, un estudio realizado por investigadores franceses (1) revela la existencia de este nuevo tipo de biomineralización, cuyo mecanismo es aún desconocido. Este hallazgo tiene implicaciones importantes para la interpretación del registro fósil antiguo.
Las cianobacterias desde hace mucho tiempo atrajo la atención de los científicos. Capaz de la fotosíntesis (2), estos microorganismos han jugado un papel importante en la historia de la Tierra, en particular, contribuyendo a la oxigenación de la atmósfera. Algunas cianobacterias son capaces de formar carbonato de calcio (3) fuera de su celda, especialmente los relacionados con los estromatolitos, rocas carbonatadas que datan de alrededor de 3,5 millones de años y se encuentran entre los primeros vestigios de vida en la Tierra. Fósil cianobacterias, por tanto, estar presente dentro de este tipo de formación. Sin embargo, el primer fósil de cianobacterias se remontan a tan sólo 700 millones de años, mucho después de que los niveles de oxígeno en la atmósfera de la Tierra empezó a subir unos 2,3 millones de años.

Un equipo francés (1) puede haber encontrado la razón de este lapso de tiempo. En los estromatolitos recogidos en un lago de cráter en México y se cultivaron en el laboratorio, los científicos descubrieron una nueva especie de cianobacteria, llamado Candidatus lithophora Gloeomargarita . Este microorganismo desciende de un linaje que se separaron desde el principio en las cianobacterias. Gracias a un mecanismo de biomineralización que aún se desconoce, esta cianobacteria forma de carbonato de calcio intracelular nanopartículas de alrededor de 270 nanómetros (270 millonésimas de un metro). Mientras que algunas cianobacterias se conoce la formación de carbonato de calcio extracelular dentro de los estromatolitos, su formación dentro de la celda nunca se habían observado. Otro rasgo distintivo de la nueva especie es que se acumula estroncio y bario y los incorpora en el carbonato.

Este hallazgo es importante para la interpretación del registro fósil antiguo. Si las cianobacterias asociadas con estromatolitos formaron carbonatos dentro de sus células en lugar de fuera, que no se han conservado en el registro fósil. Esto explicaría el lapso de tiempo entre su primera aparición (al menos 2.3 millones de años) y los fósiles más antiguos descubiertos (700 millones de años). El siguiente paso es averiguar por qué y cómo esta cianobacteria produce el carbonato de calcio.

© Karim Benzerara y Borensztajn Stefan
Imagen de Candidatus lithophora Gloeomargarita. Inclusiones de carbonatos de calcio, magnesio, bario y estroncio se puede ver el interior de la cianobacteria.
Notas:
1 – El equipo está formado por investigadores del Instituto de Mineralogie y física de ambientes se condensa (CNRS / UPMC / Universidad Paris Diderot / IPGP / IRD), el Laboratoire écologie, systématique et Evolution (CNRS / Université Paris-Sud), el Laboratorio de Mineralogie et de cosmochimie du (Museo Nacional de Historia Natural / CNRS), el Institut de Physique du Globe de Paris (CNRS / IPGP / Université Paris Diderot), en colaboración con la Universidad de Stanford (Estados Unidos).
2 – La fotosíntesis permite a las cianobacterias para captar la luz gracias a los pigmentos de la energía que producen materia orgánica a partir de dióxido de carbono, mientras que la liberación de oxígeno como un producto de desecho.
3 – El carbonato de calcio, de los cuales están hechos con tiza, piedra caliza y mármol, también hace que los corales, conchas de caracoles y otros animales, y estromatolitos.

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