Hipólitos: vida que prospera bajo la lejía

Si bien se presta mayor atención a las fuentes termales, los géiseres, las fumarolas y las ollas de lodo en las áreas hidrotermales de Yellowstone, hay lecciones debajo de la superficie sobre cómo pudo haberse formado la vida en la Tierra hace miles de millones de años.

Yellowstone Caldera Chronicles es una columna semanal escrita por científicos y colaboradores del Observatorio del Volcán de Yellowstone. La contribución de esta semana es del Dr. Jeff Havig y la profesora Trinity Hamilton, investigadores en biología vegetal y microbiana y ciencias ambientales y de la tierra de la Universidad de Minnesota.

Mientras uno camina por los paseos marítimos en una de las muchas áreas hidrotermales en el Parque Nacional de Yellowstone, hay un festín para los sentidos: el olor a huevo podrido del sulfuro de hidrógeno, el rocío de los géiseres, el agua burbujeante y hirviendo en las fuentes termales, el el siseo del gas que escapa de las fumarolas, el golpe sordo de las ollas de barro y la luz deslumbrantemente brillante que se refleja en los sinteres silíceos blancos. Muchos consideran que las gafas de sol son una necesidad incluso para intentar abrir los ojos mientras caminan por estas regiones del parque. El sinterizado blanco rico en sílice se forma a partir de la precipitación de sílice (dióxido de silicio, o SiO2, en forma de sílice ópalo y amorfo) de las aguas hidrotermales saturadas de minerales que se elevan desde debajo de la superficie.

Después de la precipitación de los minerales de sílice, el sinter puede romperse por medios mecánicos: ciclos de congelación y descongelación, bisontes que caminan sobre las superficies, etc. Por lo tanto, verá extensiones planas de pequeños pedazos rotos de sinter silíceo que rodean las fuentes termales, los de Upper Geyser Basin, Fountain Paint Pots y Norris Geyser Basin. Y mientras que las alfombras de algas y bacterias anaranjadas, verdes, amarillas, marrones y moradas en los canales de salida de aguas termales son signos muy obvios de comunidades fotosintéticas microbianas prósperas, en realidad hay mucha más vida de la que podría pensar justo debajo de esa superficie.

Los investigadores en las áreas hidrotermales de Yellowstone han notado que cuando se alteran las superficies sinterizadas silíceas rotas de color blanco blanqueado (o lo que los geólogos llamarían brecha, pronunciado BRET-chya), debajo puede haber una capa delgada de color verde oscuro profundo debido a la presencia de pigmentos fotosintéticos. ¿Vivían estas comunidades fotosintéticas bajo el sinter roto en todas las áreas hidrotermales de Yellowstone? ¿Están activos y, de ser así, cuánta productividad primaria (en este caso, fotosíntesis) está ocurriendo? La curiosidad sobre esta forma de vida va más allá de querer aprender sobre estas comunidades en relación con las aguas termales de Yellowstone, ya que también hay depósitos de aguas termales en rocas de 3.500 millones de años en Australia Occidental que conservan algunas de las formas de vida más antiguas que surgieron en Tierra. Estas rocas registran un tiempo antes de que el oxígeno estuviera en la atmósfera y, por lo tanto, no hubiera una capa de ozono para proteger la vida de la radiación ultravioleta del sol. ¿Podrían los entornos presentes en Yellowstone ser un análogo de cómo podría vivir la vida en la superficie de la Tierra primitiva?

Los estudios de estas comunidades, llamadas hipolitos (hipo que significa debajo y lith que significa roca, literalmente vida "debajo de las rocas"), revelaron comunidades fotosintéticas robustas que eran tan productivas como las esteras fotosintéticas que crecen en los canales de salida de aguas termales. El sinterizado de la superficie, de hecho, actuó como filtro solar, bloqueando la radiación ultravioleta, pero permitió que pasaran longitudes de onda más largas para potenciar la fotosíntesis. Además, los fragmentos de sinterización actuaron como un mantillo, reteniendo la humedad para mantener el ambiente húmedo y evitando que las comunidades microbianas fueran arrastradas por las tormentas eléctricas pasajeras. Estas comunidades fotosintéticas hipolíticas estaban presentes tanto en áreas alcalinas/de pH más alto (como las que se encuentran en las cuencas de géiseres inferior, intermedia y superior), así como en lugares de pH más bajo/más ácidos (como la cuenca de géiseres de Norris, el Mud Zona de los Volcanes y Zona de los Pintores de los Artistas). Este parece un entorno perfecto para que la vida haga su primera incursión desde un entorno acuático a las superficies terrestres: un ejemplo moderno de cómo pudo haber sido la primera vida en la tierra, y un descubrimiento increíblemente emocionante que nos permite recorrer miles de millones de años. años atrás en el tiempo!

Se puede encontrar más información sobre esta interesante forma de vida en el artículo de investigación en https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/feart.2019.00015/full, titulado "Fotosíntesis hipolítica en áreas hidrotermales e implicaciones para los oasis de oxígeno críptico en Superficies Continentales Arcaicas".

Entonces, cuando visite el Parque Nacional de Yellowstone y disfrute de las vistas, los sonidos y los olores de las áreas hidrotermales, tómese un momento para reflexionar sobre las inocuas extensiones de sinter silíceo roto de color blanco blanqueado. Piense en cómo justo debajo de la superficie se esconde una próspera comunidad microbiana fotosintética, y cómo esa comunidad podría representar cómo la vida se trasladó por primera vez a la tierra 3 mil millones de años antes de que evolucionaran las primeras plantas terrestres.

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