El hierro se oxida. En la Tierra, esta reacción química común a menudo indica la presencia de algo mucho más interesante que simplemente corroer el metal, por ejemplo, microorganismos vivos que se ganan la vida manipulando átomos de hierro. Ahora los investigadores sostienen que estos microbios creadores de óxido podrían proporcionar algunas de las firmas biológicas más prometedoras para detectar vida en Marte y las lunas heladas del Sistema Solar exterior.
El signo familiar de óxido en escamas, u óxido de hierro, como se lo conoce más propiamente, bien puede ser algo que podamos usar para identificar procesos biológicos en otros mundos (Crédito: Laitr Keiows)
Laura Tenelanda-Osorio y sus colegas de la Universidad de Tübingen (Alemania) han compilado una revisión exhaustiva de cómo las bacterias metabolizadoras del hierro dejan huellas distintivas en rocas y minerales, y por qué estas firmas son importantes para la astrobiología. La investigación, publicada en Earth-Science Reviews, une décadas de microbiología terrestre con los desafíos prácticos de la búsqueda de vida más allá de la Tierra.
El hierro se encuentra entre los elementos más abundantes del Sistema Solar y los microorganismos de la Tierra han desarrollado formas notablemente diversas de explotarlo. Algunas bacterias oxidan el hierro ferroso para generar energía, esencialmente respirando hierro de la misma manera que los humanos respiramos oxígeno. Otros reducen el hierro férrico, utilizándolo como aceptor final de electrones en su metabolismo. Estos procesos no ocurren de forma aislada. Los microbios metabolizadores del hierro vinculan su elemento preferido con los ciclos del carbono y el nitrógeno, acoplando las transformaciones del hierro con la fijación de dióxido de carbono, la degradación de la materia orgánica e incluso la fotosíntesis.
Los subproductos de estas reacciones microbianas crean lo que los investigadores llaman minerales biogénicos de oxihidróxido de hierro. Estos no son rastros sutiles. Los organismos que prosperan en ambientes de pH neutro y oxidan el hierro producen estructuras distintivas como tallos retorcidos, vainas tubulares y redes filamentosas de minerales de hierro mezclados con compuestos orgánicos. Los minerales se precipitan a medida que actúan las bacterias, formando depósitos oxidados que pueden persistir en el registro geológico durante miles de millones de años. Esta durabilidad hace que las biofirmas de hierro sean particularmente atractivas para la exploración planetaria. A diferencia de las frágiles moléculas orgánicas que se degradan bajo la radiación y la química agresiva, las estructuras de hierro mineralizado pueden sobrevivir. Los investigadores han identificado estas biofirmas en entornos que van desde respiraderos hidrotermales en el fondo del océano hasta suelos terrestres, desde drenajes ácidos de minas hasta manantiales neutros de agua dulce. Dondequiera que el agua líquida entre en contacto con rocas que contienen hierro, normalmente se establecen bacterias que metabolizan el hierro.
El color rojo de Marte proviene del óxido de hierro polvoriento que hay en toda su superficie (Crédito: Kevin Gill)
Marte presenta un objetivo obvio. El distintivo color rojo del planeta proviene del hierro oxidado en el polvo y las rocas de la superficie. El antiguo Marte albergaba agua líquida y las naves espaciales han documentado minerales ricos en hierro a lo largo del registro geológico. Si alguna vez evolucionara vida microbiana en Marte, el metabolismo del hierro habría proporcionado una fuente de energía accesible. Los minerales que produjeron estos hipotéticos organismos aún podrían existir, encerrados en sedimentos antiguos en espera de ser descubiertos por vehículos exploradores equipados con los instrumentos adecuados.
Las lunas heladas Europa y Encelado ofrecen posibilidades diferentes pero igualmente convincentes. Ambos albergan océanos subterráneos debajo de conchas heladas. Es probable que el océano de Europa entre en contacto con un fondo marino rocoso, donde las interacciones entre el agua y las rocas liberarían hierro disuelto. Encelado expulsa activamente material oceánico a través de géiseres de hielo en su polo sur. Los conceptos de la misión proponen tomar muestras de estas columnas o aterrizar cerca de los respiraderos, analizando las partículas expulsadas en busca de minerales de hierro que puedan revelar sus orígenes biológicos.
La revisión enfatiza que reconocer los minerales de hierro biogénico requiere comprender cómo se forman, qué texturas crean y en qué se diferencian de los precipitados de hierro abióticos. Los planificadores de misiones deben equipar las naves espaciales con instrumentos capaces de detectar no sólo los minerales de hierro en general, sino también las firmas morfológicas y químicas específicas que distinguen la biología de la geología.
Hay mucho en juego. Encontrar biofirmas de hierro en otro mundo no solo confirmaría que existe vida en otros lugares, sino que revelaría que la misma química fundamental que sustenta la biosfera profunda de la Tierra opera en todo el Sistema Solar.
Fuente : Biofirmas de hierro terrestre y su potencial en la exploración del sistema solar para astrobiología