La investigación, liderada por miembros de la University of British Columbia (UBC) de Canadá y con participación del investigador del Departamento de Genética y Microbiología de la UAB Marco Llirós, han trabajado en el lago Kivu (República Democrática del Congo), que presenta grandes similitudes a nivel químico con los océanos Proterozoico, hace entre 2.3 y 0.5 mil millones de años. Las aguas profundas de este lago no tienen oxígeno, pero sí grandes cantidades de hierro disuelto, lo que representa una rareza actualmente en la Tierra.
"Este es la primera vez que hemos observado microorganismos reciclando el Nitrógeno mediante reacciones químicas acopladas al Hierro en una masa de agua" apunta Céline Michiels, autora principal del trabajo y estudiante de doctorado de la UBC. "Aunque estas reacciones se han descrito en el laboratorio, su detección en el lago Kivu nos da evidencias que pueden jugar un papel importante en los ecosistemas naturales y nos permite modelizar matemáticamente estas reacciones en los océanos primitivos de la Tierra".
La actividad biológica no estaba limitada por la disponibilidad de nitrógeno, como se pensaba, sino por otro nutriente importante para la vida: el fósforo
Michiels y sus colaboradores encontraron que cuando algunos de los microorganismos del lago Kivu hacían reaccionar el hierro y el nitrógeno en forma de nitrato, parte del nitrógeno se convertía en nitrógeno gas (y por tanto se perdía en la atmósfera), pero el resto del nitrógeno era reciclado en forma de amonio. Este amonio quedaba disuelto y disponible como nutriente para los diversos microorganismos presentes en el lago.
El trabajo, publicado en Nature Geoscience, ha utilizado modelos matemáticos a partir de datos reales recogidos en el lago Kivu, para conocer como este reciclaje de nitrógeno podría haber afectado a la vida en los océanos primitivos durante el Proterozoic. Los investigadores han visto que la actividad biológica no estaba limitada por la disponibilidad de nitrógeno, tal y como se pensaba anteriormente, sino por otro nutriente importante para la vida como es el fósforo. La limitación por nutrientes habría jugado un papel importante, condicionando la naturaleza y la actividad de las formas de vida en los océanos de este periodo de tiempo y, por tanto, asentando las condiciones para el desarrollo de la vida multicelular y los organismos eucariotas.
"El lago Kivu, su fisicoquímica, los organismos presentes y su metabolismo es una ventana al pasado primitivo de la Tierra, un fósil viviente excepcional que permite aportar evidencias de la historia de la Tierra y diseñar modelos matemáticos para reconstruir la química y la biología hace casi dos mil millones de años", comenta Marc Llirós.
"Con la ayuda de estos modelos y registros fósiles, estamos aprendiendo cada vez más sobre cómo la evolución de la vida en los océanos primitivos modeló la química de la superficie terrestre durante largos periodos de la historia temprana de la Tierra", concluye el responsable de la investigación, Sean Crowe.
Este trabajo forma parte del proyecto East African Great Lakes Ecosystem Sensitivity to changes, una iniciativa para estudiar la ecología microbiana a gran lagos africanos liderada por investigadores belgas de las universidades de Lieja y de Namur.
