¿Se podrían conservar los restos de la vida más antigua en vidrio volcánico?

¿Se podrían conservar los restos de la vida más antigua en vidrio volcánico?

La piedra verde como esta muestra puede conservar signos de algunas de las primeras formas de vida en la Tierra.

La piedra verde como esta muestra puede conservar signos de algunas de las primeras formas de vida en la Tierra.

Puede pensar en la actividad volcánica como una forma efectiva de destruir tejido vivo, pero los vidrios volcánicos a menudo se usan para estudiar los comienzos de la vida. Ciertas texturas de corrosión microbiana en el vidrio volcánico y en los basaltos del lecho marino del Cenozoico se han interpretado como evidencia de una biosfera profunda, que se remonta a los períodos más tempranos de la vida en la Tierra. Del mismo modo, las texturas encontradas en el vidrio volcánico del cinturón de piedra verde de Barberton en Sudáfrica y el cratón de Pilbara en Australia también sugieren la presencia de una biosfera oceánica profunda en la Tierra hace 3.350 millones de años.

Pero un grupo de investigadores había desafiado la idea de que estos rastros fueran el resultado de la actividad biológica. Ahora, en una fuerte respuesta, otro grupo defendió la interpretación. Parece que tenemos una controversia científica real en nuestras manos.

¿Esto es vida?

El vidrio volcánico de las rocas volcánicas del fondo marino del Cenozoico a veces contiene lo que se denomina «biotexturas». Por lo general, adoptan dos formas principales, ya sea cavidades esféricas microscópicas o túbulos que se extienden hasta convertirse en vidrio volcánico. La biogenicidad, sustancias producidas por procesos vitales, es la explicación más aceptada para estas características. Estas texturas pueden proporcionarnos información valiosa sobre los tipos de microorganismos que existieron hace mucho tiempo y arrojar luz sobre los procesos biológicos y cómo estos procesos pueden haber evolucionado con el tiempo.

Para argumentar que estas características son producidas por organismos, los científicos argumentan que las cavidades que se encuentran en el vidrio volcánico tienen texturas complejas que no podrían haberse formado en ausencia de organismos vivos. Su biogenicidad se ha establecido en parte a través de estudios de superficies rocosas naturales y artificiales, lo que las convierte en una explicación razonable de las características de biocorrosión del vidrio volcánico. En ambos casos, los científicos creen que las caries pueden atribuirse a la excreción de ácidos orgánicos por parte de los microbios.

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Pero esta evidencia es indirecta en comparación con los fósiles típicos donde se conservan los organismos reales. Debido a esta distinción, los argumentos para demostrar la biogenicidad deben centrarse en explicar las texturas. La naturaleza indirecta de estos fósiles también deja espacio para el debate sobre su verdadero origen.

Un estudio reciente se centró en los tipos de texturas que se encuentran en un núcleo de perforación de 180 m perforado a través de las lavas del cinturón de piedra verde de Barberton, la segunda región más antigua del planeta que conocemos. Sus autores, Grosch y McLoughlin, rechazaron la hipótesis de que las texturas encontradas en este vidrio volcánico se deban a la biogenicidad.

Para abordar esta controversia, otro grupo de científicos evaluó recientemente lo que se sabe sobre cómo los organismos vivos pueden alterar el vidrio volcánico, así como cómo se pueden preservar este tipo de rastros fósiles. El equipo cree que la evidencia previa de biogenicidad en texturas basadas en titanita sigue siendo la interpretación más probable para las texturas tubulares encontradas en muestras del cinturón de piedra verde de Barberton y el cratón de Pilbara. El desgaste del vidrio de basalto por la vida conduce a la acumulación pasiva de titanio, que se ha encontrado en las paredes de los diminutos túbulos de vidrio volcánico.

De la vida al titanio

Los científicos han propuesto un modelo de dos etapas para el origen de estas texturas de titanita. En primer lugar, las paredes de las excavaciones microbianas en vidrio volcánico se enriquecen en Ti. La segunda etapa está marcada por la etapa de cristalización de titanita que ocurre cuando el material se transforma en otro tipo de roca en y alrededor de las zonas de enriquecimiento de Ti. Luego, las titanitas extraen Ti adicional del vidrio circundante cuando se transforma en un mineral llamado clorita.

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Por el contrario, Grosch y McLoughlin sugirieron que la cristalización de la titanita es causada por la descomposición del clinoprioxeno, la ilmenita y el cuarzo a medida que se enfría la roca. Si este proceso comienza con un material de origen de forma compleja, los resultados se verán como texturas biometeorizadas. A partir de este punto de partida dicen que la titanita crece hacia el exterior aumentando la longitud de las aparentes texturas tubulares.

El nuevo documento intenta desmantelar este argumento. Señala que no hay evidencia observacional de los pasos geoquímicos necesarios para este proceso. Y no hay una descripción detallada de una roca volcánica que apoye la presencia de reactivos clave. Los autores del artículo señalan que el modelo de Grosch y McLoughlin requiere un proceso llamado «metamorfismo de contacto» para funcionar; varias muestras tempranas no parecen haber pasado por este proceso.

Grosch y McLoughlin rechazaron la biogenicidad de las texturas de titanita en su núcleo de perforación en parte porque no observaron texturas «firma» específicas: espirales complejas, formas ornamentadas o anulares. Las texturas de «firma» tienen formas que se asocian comúnmente con los sistemas biológicos, pero generalmente no se forman como resultado de la disolución abiótica o la meteorización del vidrio volcánico.

El equipo que examinó su evidencia cree que Grosch y McLoughlin no encontraron texturas características porque son raras y rara vez se conservan. Al observar las texturas de biometeorización en su conjunto, las texturas granulares representan el 90% de las observadas; las cavidades tubulares representan el 10% restante (o menos). Las texturas de «firma» más distintivas de túneles, espirales, túbulos anulares, decorados o bifarctuales son una pequeña fracción de ese 10%. Por lo tanto, las posibilidades de encontrar tales características son extremadamente bajas, especialmente con un esfuerzo de muestreo limitado.

La rareza y variedad de texturas que se pueden encontrar subrayan la dificultad de analizar estos fósiles indirectos. Pero, dado que pueden ser uno de los mejores indicadores de vida en la vejez, vale la pena.

PNAS2015. DOI: 10.1073/pnas.1421052112 (Acerca de los DOI).

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