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Química

La proporción de isótopos de níquel, posible biomarcador para metanógenos

(NC&T) Específicamente, el estudio apunta a que los isótopos estables de níquel tienen un buen potencial para la identificación y cuantificación de la metanogénesis en la Tierra arcaica.

Se sabe muy poco sobre la cronología específica de la evolución de los organismos productores de metano o de sus metabolismos. Las proporciones de isótopos estables de níquel bien podrían ser los biomarcadores inequívocos fundamentales para rastrear huellas de la presencia de estos metanógenos en el pasado.

Cada isótopo es ligeramente diferente en su masa. Los organismos biológicos tienden a favorecer un isótopo sobre otro y preferentemente crean depósitos de isótopos ligeros o pesados; depósitos que los investigadores pueden medir. La presencia de una proporción isotópica específica puede indicar que tuvo lugar un proceso biológico.

En este trabajo los investigadores no analizaron células fósiles antiguas, sino que cultivaron arqueas modernas en el laboratorio, controlando su hábitat y registrando los índices de producción de metano. Las arqueas son organismos unicelulares similares a las bacterias pero con organizaciones bioquímicas y senderos evolutivos diferentes.

La científica Vyllinniskii Cameron primero investigó muestras representativas del manto y la corteza terrestre que no hubieran contado con actividad biológica. Dichas muestras mostraron muy pocas variaciones en la composición isotópica del níquel. Ella también analizó muestras provenientes de un grupo de meteoritos, las cuales mostraron incluso menor variación. Estos análisis le ratificaron que los procesos que no son biológicos no alteran significativamente las proporciones de isótopos de níquel.

Sin embargo, los análisis isotópicos de cultivos puros de tres arqueas (Methanosarcina barkeri, Methanosarcina acetivorans y Methanococcus jannaschii) mostraron que todas ellas alteraban las proporciones de isótopos de níquel de manera que el componente de níquel en el microbio era más ligero con respecto al valor isotópico inicial del medio de crecimiento. Para comprobar si las células no metanógenas también fraccionan al níquel, Cameron incubó bajo las mismas condiciones una arquea que no produce metano, la Pyrobaculum calidifontis. Estas células no fraccionaron los isótopos de níquel.

En el futuro, quizá sea posible analizar las capas sedimentarias ricas en compuestos orgánicos de hace 2.700 millones de años para ver si hay alteraciones sospechosas en las proporciones de isótopos, lo que podría ayudar a determinar cuándo surgieron estos organismos productores de metano.


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