Microbialito

La microbialita es un depósito sedimentario bentónico compuesto de lodo carbonatado (partículas con un diámetro inferior a 5 μm ) que se forma mediante la acción de microorganismos . El lodo carbonatado que la compone es un tipo de automicrita (o lodo carbonatado autigénico ); por lo tanto, precipita in situ en lugar de ser transportado y depositado. Al formarse in situ, la microbialita puede considerarse un tipo de boundstone donde los organismos constructores de arrecifes son microorganismos, y la precipitación del carbonato se induce bióticamente en lugar de formar caparazones , conchas o esqueletos.

Los microbialitos también pueden definirse como tapetes microbianos con capacidad de litificación . ^{[ 2 ]} Las bacterias pueden precipitar carbonato tanto en aguas poco profundas como profundas (excepto las cianobacterias ) y, por lo tanto, los microbialitos pueden formarse independientemente de la luz solar. ^{[ 3 ]}

Los microorganismos son la base de muchos ecosistemas lacustres , como el biosistema del Gran Lago Salado con sus millones de aves migratorias ^{[ 4 ]} o, sirviendo en el lago Alchichica como criaderos para el ajolote ( Ambystoma taylori ) y una variedad de peces.

Los microbialitos fueron muy importantes para la formación de calizas precámbricas y fanerozoicas en diversos ambientes, marinos y no marinos. El período más favorable para la proliferación de estromatolitos fue entre 2800 Ma y 1000 Ma, cuando los estromatolitos eran los principales componentes de las plataformas carbonatadas . ^{[ 3 ]} Los tres tipos de microbialitos son estromatolitos, trombolitos y leiolitos.

Los microorganismos pueden tener tres tejidos diferentes: ^{[ 3 ]}

• Estromatolítico: microbialito estratificado, laminado o aglutinado para formar un estromatolito .
• Trombolítico: microbialita con una estructura peloidal coagulada, observada con microscopio petrográfico. La densidad de los peloides es variable. A escala de muestra de mano, la roca presenta una estructura dendrítica y puede denominarse trombolita .
• Leiolítico: un microbialito sin estratificación ni tejido peloidal coagulado. Está compuesto únicamente de una automicrita densa .

Los microbialitos desempeñaron un papel importante en la evolución de la atmósfera terrestre, ya que fueron nichos ancestrales donde surgieron los primeros metabolismos microbianos capaces de liberar oxígeno. Los microbialitos saturaron los sistemas costeros y, posteriormente, la atmósfera primitiva con oxígeno, transformándola de un estado reducido a un estado oxidado. ^{[ 5 ]} Los microbialitos fósiles (también llamados estromatolitos) del Precámbrico y el Fanerozoico son una de las primeras evidencias de vida comunal. Los microbialitos más antiguos tienen una antigüedad de 3.500 millones de años. ^{[ 6 ]}La evidencia fósil sugiere que los organismos productores de microbialitos fueron una forma de vida muy abundante desde el Arcaico temprano hasta el Proterozoico tardío, hasta que sus comunidades disminuyeron debido a la depredación de foraminíferos y otros microorganismos eucariotas. ^{[ 7 ]} Los microbialitos volvieron a ser comunes brevemente después del evento de extinción del Pérmico-Triásico . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

La formación de microbialitos es compleja y es un proceso continuo de precipitación y disolución , donde se acoplan diferentes metabolismos microbianos y está presente un alto índice de saturación (IS) de iones en el agua. ^{[ 11 ]}

Los microorganismos tienen dos posibles mecanismos de génesis:

1) Precipitación mineral: es el principal proceso de formación de microbialitos y puede deberse a la precipitación inorgánica o a la influencia pasiva del metabolismo microbiano. También puede producirse precipitación debido a la saturación del microambiente cuando las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) se degradan rápidamente, aumentando la saturación iónica. ^{[ 12 ]}

2) Atrapamiento y unión: ocurre cuando la comunidad microbiana incluye partículas minerales del ambiente que se adhieren a las sustancias poliméricas extracelulares (EPS). Este proceso es muy conocido, ya que se ha descrito en microbialitos modernos de Shark Bay (Australia) y Bahamas , pero se ha demostrado que es muy poco común a lo largo de los 3500 millones de años de historia geológica de los microbialitos. ^{[ 13 ]}

Los microbialitos modernos vivientes (de menos de 20.000 años de antigüedad) son raros y se pueden encontrar confinados a lugares como:

• Lagos de cráter : Lago Azul (Australia) , Lago Satonda ( Indonesia ), ^{[ 14 ]} Lago Dziani ( Isla Mayotte ), ^{[ 15 ]} Lago Alchichica ( México ), ^{[ 16 ]} Lago Vai Lahi y Lago Vai Sii ( Tonga ), ^{[ 17 ]} Lago Salda ( Turquía ) ^{[ 18 ] [ 19 ]}
• Lagos/lagunas salinas / hipersalinas : Pyramid Lake ^{[ 20 ]} y Great Salt Lake (Estados Unidos), ^{[ 21 ]} Lagoa Salgada y Lagoa Vermelha ( Brasil ), ^{[ 22 ]} Lago Van ( Turquía ), ^{[ 23 ]} Laguna Brava ^{[ 24 ]} y Laguna Tebinquicho ( Chile ), ^{[ 25 ]} Laguna Negra, Catamarca (Argentina), ^{[ 26 ]} Lago Storr ( Bahamas ), ^{[ 27 ]} Laguna Pirata ( Venezuela ), ^{[ 28 ]} Laguna Providencia ( Puerto Rico ) ^{[ 29 ]}
• Lagos alcalinos : Lago Thetis (Australia), ^{[ 30 ]} Lago Sarmiento (Chile), ^{[ 31 ]} Lago Nuoertu y Lago Huhejaran (China), ^{[ 32 ] [ 33 ]} Lago Mono (Estados Unidos), Lago Turkana (Kenia), Lago Petukhovskoe (Rusia) ^{[ 34 ]}
• Lagos/ lagunas de agua dulce : Lagunas de Ruidera (España), ^{[ 35 ]} Bacalar y Cuatro Cienagas (México), ^{[ 36 ] [ 37 ]} Lago Richmond (Australia), ^{[ 38 ]} Lago Pavilion (Canadá), ^{[ 39 ]} Lago Green (Estados Unidos) ^{[ 40 ]}
• Piscinas alcalinas: Cuatro piscinas de color azul pantanoso (México)
• Minas a cielo abierto abandonadas: Clinton Creek (Canadá), ^{[ 41 ]} Río Tinto ( España ) ^{[ 42 ]}
• Aguas termales: Little Hot Creek (Estados Unidos) ^{[ 43 ]}
• Sistemas marinos/estuarinos/ estuarinos : Shark Bay, Australia , Highbourne Cay ( Bahamas ), ^{[ 44 ]} Tikehau ( Polinesia Francesa ), ^{[ 45 ]} Cayo Coco (Cuba), ^{[ 46 ]} Lago Clifton, Australia Occidental . ^{[ 47 ]}
• Lagos antárticos cubiertos de hielo: Lago Joyce ( Valles Secos de McMurdo ) ^{[ 48 ]}

Los microbialitos se construyen con capas de algún componente orgánico y de algún mineral. ^{[ 49 ]} El componente orgánico es una elaborada estera microbiana donde diferentes comunidades de microorganismos interactúan según diferentes metabolismos y crean un micronicho donde coexisten organismos fototróficos oxigénicos y anoxigénicos: fijadores de nitrógeno , reductores de azufre , metanotrofos , metanógenos , oxidadores de hierro y una infinidad de descomponedores heterótrofos . ^{[ 50 ]} El componente mineral está compuesto de carbonatos, generalmente carbonato de calcio o carbonatos de magnesio como la hidromagnesita , aunque también puede haber siliconas sinterizadas , es decir, silicatos ; e incluye formas minerales de azufre, hierro ( pirita ) o fósforo. ^{[ 12 ]} El carbonato suele ser un tipo de automicrita autógena, por lo tanto, precipita in situ. Los microbialitos pueden verse como un tipo de roca sedimentaria biogénica donde los constructores de arrecifes son microbios y se induce la precipitación de carbonato. Los microorganismos pueden precipitar carbonato tanto en aguas poco profundas como en aguas profundas.

Un amplio número de estudios han analizado la diversidad de microorganismos que viven en la superficie de los microbialitos. ^{[ 51 ] [ 52 ]} Muy a menudo, esta diversidad es muy alta e incluye bacterias, arqueas y eucariotas. Si bien la diversidad filogenética de estas comunidades microbianas se evalúa bastante bien utilizando biología molecular, la identidad de los organismos que contribuyen a la formación de carbonato sigue siendo incierta. Curiosamente, algunos microorganismos parecen estar presentes en los microbialitos que se forman en varios lagos diferentes, definiendo un microbioma central. ^{[ 53 ] [ 51 ]} Los microbios que precipitan carbonato para construir microbialitos son en su mayoría procariotas , que incluyen bacterias y arqueas . Las bacterias productoras de carbonato más conocidas son las cianobacterias y las bacterias reductoras de sulfato . ^{[ 54 ]} Otras bacterias pueden desempeñar un papel importante, como las bacterias que realizan fotosíntesis anoxigénica ^{[ 55 ]} . Las arqueas suelen ser extremófilas y, por lo tanto, viven en entornos remotos donde otros organismos no pueden vivir, como las chimeneas hidrotermales en el fondo de los océanos.

Los microbios eucariotas , en cambio, producen menos carbonato que los procariotas. ^{[ 56 ]}

Existe un gran interés en el estudio de los microbialitos fósiles en el campo de la paleontología, ya que proporcionan datos relevantes sobre el paleoclima y funcionan como indicadores bioclimáticos. ^{[ 57 ]} También existe interés en su estudio en el campo de la astrobiología, dado que son una de las primeras formas de vida, se esperaría encontrar evidencia de estas estructuras en otros planetas. ^{[ 58 ]} El estudio de los microbialitos modernos puede proporcionar información relevante y servir como indicadores ambientales para la gestión y conservación de áreas naturales protegidas. ^{[ 59 ]} Debido a su capacidad para formar minerales y precipitar material detrítico, se han sugerido aplicaciones biotecnológicas y de biorremediación en sistemas acuáticos para el secuestro de dióxido de carbono, ya que los microbialitos pueden funcionar como sumideros de carbono. ^{[ 60 ]}