El clorobactano es el producto diagenético de un carotenoide aromático producido exclusivamente por bacterias verdes del azufre (GSB) pigmentadas de verde en el orden Chlorobiales . [1] Observado en materia orgánica desde el Paleoproterozoico , su identidad como biomarcador de diagnóstico se ha utilizado para interpretar ambientes antiguos. [2] [3]
El clorobacteno es un pigmento accesorio monocíclico que utilizan las bacterias verdes del azufre para capturar electrones de longitudes de onda en el espectro de luz visible. Las bacterias verdes del azufre (GSB) viven en zonas anaeróbicas y sulfídicas ( euxínicas ) en presencia de luz, por lo que se encuentran con mayor frecuencia en lagos y estanques meromícticos , sedimentos y ciertas regiones del Mar Negro. [4] La enzima CrtU convierte el γ-caroteno en clorobacteno al desplazar el grupo metilo C17 del sitio C1 al sitio C2. [5] [6]
Después del transporte y el entierro, los procesos diagenéticos saturan la cadena de hidrocarburos, convirtiéndola en la estructura completamente saturada del clorobactano.
El isoreneirateno es una molécula aromática que capta la luz y que se interpreta como un biomarcador de las GSB pigmentadas de marrón del mismo orden, Chlorobiales , y su forma fósil (isorenieratano) se encuentra a menudo coexistiendo con el clorobacteno en material orgánico antiguo. [7] Las bacterias púrpuras del azufre (PSB) también viven en regiones euxínicas. [4] Producen un pigmento accesorio diferente, la okenona, que se conserva como okenano y a menudo se observa coexistiendo con el clorobactano. [3]
Las moléculas orgánicas se extraen primero de las rocas utilizando solventes, aprovechando propiedades químicas como la polaridad de las moléculas para disolverlas. Por lo general, menos del uno por ciento del material orgánico de una roca se extrae con éxito en este proceso, dejando atrás material sin disolver llamado kerógeno . El extracto rico en materia orgánica se purifica posteriormente mediante cromatografía en columna de gel de sílice: la elución del extracto a través de la columna con solventes específicos extrae los contaminantes y el material orgánico no disuelto remanente, que se unirá a las fracciones de sílice polar. Cuando la muestra se pasa a través de una columna de cromatografía de gases (GC), los compuestos se separan en función de sus puntos de ebullición e interacción con una fase estacionaria dentro de la columna. La rampa de temperatura de una columna de cromatografía de gases se puede programar para obtener una separación óptima de los compuestos. Después de la GC, las moléculas se ionizan y se fragmentan en moléculas más pequeñas y cargadas. Luego, un espectrómetro de masas separa los compuestos individuales en función de su relación masa-carga (M/Z) y mide su abundancia relativa, produciendo un espectro de masas característico. Los picos que representan la abundancia relativa de los compuestos se identifican como moléculas en función de sus tiempos de retención relativos, coincidencias con una biblioteca de espectros de masas con identidades de compuestos conocidas y comparación con estándares.
Debido a que las bacterias verdes del azufre, pigmentadas de verde, requieren intensidades de luz más altas que sus contrapartes pigmentadas de marrón, [8] la presencia de clorobactano en el registro de rocas se ha utilizado como evidencia clave en las interpretaciones de una capa euxínica muy superficial en el océano. [9] La zona euxínica puede haber cambiado de profundidad en el océano en varios puntos de la historia de la Tierra, como con la llegada de una atmósfera oxigenada hace unos 2.450 millones de años y el achique de la zona óxica en los últimos seis mil años. [10] [11]