Sedimentos de aguas profundas revelan raras estructuras microbianas arrugadas formadas lejos de la luz solar
La Dra. Rowan Martindale, paleoecóloga y geobióloga de la Universidad de Texas en Austin, estaba caminando por el valle del Dadès, en las montañas del Alto Atlas central de Marruecos, cuando vio algo que literalmente la detuvo en seco.
Martindale y sus colegas, entre ellos Stéphane Bodin de la Universidad de Aarhus, estaban caminando por el valle rocoso para estudiar la ecología de los antiguos sistemas de arrecifes que una vez estuvieron allí por debajo del nivel del mar.
Para llegar a los arrecifes, tuvieron que atravesar primero capas y capas de turbiditas, depósitos formados por densos flujos de detritos submarinos. Las marcas de ondulación son comunes en las turbiditas, pero Martindale había detectado crenulaciones superpuestas a las ondulaciones que parecían fuera de lugar.
"Mientras caminábamos por estas turbiditas, miraba a mi alrededor y me llamó la atención este plano de estratificación bellamente ondulado", dice Martindale. "Le dije: 'Stéphane, tienes que volver aquí. Estas son estructuras arrugadas'".
Las estructuras arrugadas son crestas y hoyos de escala milimétrica a centimétrica que pueden formarse en lechos arenosos cuando las comunidades de algas y microbios forman esteras o agregaciones. Las arrugas suelen ser borradas por la actividad animal, por lo que son raras en rocas de hace menos de 540 millones de años, cuando se produjo una explosión de la evolución animal. Hoy en día, las estructuras arrugadas son comunes en zonas de mareas poco profundas donde proliferan las algas fotosintéticas.
Pero las turbiditas sobre las que caminaba Martindale se depositaron a demasiada profundidad, al menos a 180 metros bajo la superficie, lo que significa que las arrugas no pudieron haber sido formadas por el mismo tipo de algas que las forman hoy. De hecho, fueron cuestionados los pocos estudios previos que proponían estructuras arrugadas en antiguos depósitos de turbiditas.
Además, las rocas tenían solo unos 180 millones de años, cuando los animales destrozaban el delicado fondo marino de todo el mundo. Al parecer, las estructuras arrugadas no deberían haber estado allí. Martindale se dio cuenta de que necesitaba ponerse manos a la obra para asegurarse de poder confiar en su instinto.
Imagen: Sección transversal reconstruida del valle del Dadès que muestra la progradación toarciense temprana de un sistema deltaico dominado por olas. Credit: Geology (2025). DOI: 10.1130/g53617.1
Investigando las misteriosas estructuras arrugadas
"Revisamos cada evidencia que pudimos encontrar para asegurarnos de que se trata de estructuras arrugadas en turbiditas", dice Martindale, ya que las estructuras arrugadas, generalmente de origen fotosintético, "no deberían estar presentes en este entorno de aguas profundas".
Cuando el equipo examinó de cerca la evidencia geológica y determinó que las capas de sedimentos eran de hecho turbiditas, el siguiente paso fue asegurarse de que las texturas que observaron fueran definitivamente arrugas bióticas. El análisis reveló que las capas justo debajo de las arrugas contenían elevados niveles de carbono, una señal de origen biótico.
Además, vídeos tomados desde sumergibles operados a distancia del lecho marino muy por debajo de la zona fótica mostraron que las esteras microbianas podrían formarse a partir de bacterias quimiosintéticas, es decir, bacterias que obtienen energía de reacciones químicas en lugar de luz.
La combinación de la evidencia del entorno geológico, la química y los análogos modernos convenció al equipo de que habían documentado estructuras arrugadas quimiosintéticas en el registro de la roca. Determinaron que las turbiditas transportan nutrientes y materia orgánica, reduciendo los niveles de oxígeno y creando condiciones propicias para la vida quimiosintética.
Luego, en los períodos de calma entre la deposición de turbidita, estas bacterias forman esteras sobre el sedimento que posteriormente se arrugan hasta adquirir la textura distintiva que Martindale observó en Marruecos. Normalmente, la siguiente turbidita erosiona la estera, pero ocasionalmente, las esteras y sus arrugas se conservan.
Implicaciones para la investigación de la vida temprana
En el futuro, Martindale espera realizar experimentos de laboratorio para explorar cómo estas estructuras podrían formarse dentro de las turbiditas. También espera que estos hallazgos impulsen a otros investigadores a incorporar los tapetes quimiosintéticos en un paradigma que anteriormente solo incluía el origen de los tapetes fotosintéticos para las estructuras arrugadas. Entonces los geólogos podrían buscar estructuras arrugadas en nuevos lugares que anteriormente habían sido descartados como escenarios infructuosos en la búsqueda de vida temprana en la Tierra.
"Las estructuras arrugadas son evidencias muy importantes de la evolución temprana de la vida", afirma Martindale. Al ignorar su posible presencia en las turbiditas, "podríamos estar pasando por alto una pieza clave de la historia de la vida microbiana".
El estudio resultante se publica en la revista Geology: Chemosynthetic microbial communities formed wrinkle structures in ancient turbidites
