La geobiología es un campo de investigación científica que explora las interacciones entre la Tierra física y la biosfera . Es un campo relativamente joven y sus fronteras son fluidas. Existe una considerable superposición con los campos de la ecología , la biología evolutiva , la microbiología , la paleontología y, en particular, la ciencia del suelo y la biogeoquímica . La geobiología aplica los principios y métodos de la biología, la geología y las ciencias del suelo al estudio de la historia antigua de la coevolución de la vida y la Tierra, así como al papel de la vida en el mundo moderno. [2] Los estudios geobiológicos tienden a centrarse en los microorganismos y en el papel que desempeña la vida en la alteración del entorno químico y físico de la pedosfera , que existe en la intersección de la litosfera , la atmósfera , la hidrosfera y/o la criosfera . Se diferencia de la biogeoquímica en que la atención se centra en los procesos y organismos en el espacio y el tiempo en lugar de en los ciclos químicos globales.
La investigación geobiológica sintetiza el registro geológico con los estudios biológicos modernos. Trata del proceso (cómo los organismos afectan a la Tierra y viceversa) y de la historia (cómo la Tierra y la vida han cambiado juntas). Gran parte de la investigación se basa en la búsqueda de conocimientos fundamentales, pero la geobiología también se puede aplicar, como en el caso de los microbios que limpian los derrames de petróleo . [3]
La geobiología emplea la biología molecular , la microbiología ambiental , la geoquímica orgánica y el registro geológico para investigar la interconexión evolutiva de la vida y la Tierra. Intenta comprender cómo ha cambiado la Tierra desde el origen de la vida y cómo pudo haber sido a lo largo del camino. Algunas definiciones de geobiología incluso traspasan los límites de este marco temporal: para comprender el origen de la vida y el papel que los humanos han desempeñado y seguirán desempeñando en la configuración de la Tierra en el Antropoceno . [3]
El término geobiología fue acuñado por Lourens Baas Becking en 1934. En sus palabras, la geobiología "es un intento de describir la relación entre los organismos y la Tierra", pues "el organismo es parte de la Tierra y su suerte está entrelazada con la del planeta". Tierra." La definición de geobiología de Baas Becking nació del deseo de unificar la biología ambiental con la biología de laboratorio. La forma en que lo practicó se alinea estrechamente con la ecología microbiana ambiental moderna , aunque su definición sigue siendo aplicable a toda la geobiología. En su libro Geobiología, Bass Becking afirmó que no tenía intención de inventar un nuevo campo de estudio. [4] La comprensión de la geobiología de Baas Becking estuvo fuertemente influenciada por sus predecesores, incluido Martinus Beyerinck , su profesor de la Escuela Holandesa de Microbiología. Otros incluyeron a Vladimir Vernadsky , quien argumentó que la vida cambia el ambiente de la superficie de la Tierra en La Biosfera, su libro de 1926, [5] y Sergei Vinogradsky, famoso por descubrir bacterias litotróficas. [6]
El primer laboratorio oficialmente dedicado al estudio de la geobiología fue el Laboratorio Geobiológico Baas Becking en Australia, que abrió sus puertas en 1965. [4] Sin embargo, tuvieron que pasar otros 40 años aproximadamente para que la geobiología se convirtiera en una disciplina científica firmemente arraigada, gracias a parte de los avances en geoquímica y genética que permitieron a los científicos comenzar a sintetizar el estudio de la vida y el planeta.
En la década de 1930, Alfred Treibs descubrió porfirinas similares a la clorofila en el petróleo , confirmando su origen biológico, [7] fundando así la geoquímica orgánica y estableciendo la noción de biomarcadores , un aspecto crítico de la geobiología. Pero pasaron varias décadas antes de que estuvieran disponibles las herramientas para comenzar a buscar en serio marcas químicas de vida en las rocas. En las décadas de 1970 y 1980, científicos como Geoffrey Eglington y Roger Summons comenzaron a encontrar biomarcadores de lípidos en el registro de rocas utilizando equipos como GCMS . [8]
En el aspecto biológico, en 1977, Carl Woese y George Fox publicaron una filogenia de la vida en la Tierra, incluyendo un nuevo dominio: las Archaea . [9] Y en la década de 1990, los estudios de genética y genómica se hicieron posibles, ampliando el alcance de la investigación de la interacción de la vida y el planeta.
Hoy en día, la geobiología cuenta con revistas propias, como Geobiology , creada en 2003, [10] y Biogeosciences , creada en 2004, [11] además de reconocimientos en los principales congresos científicos. Tuvo su propia Conferencia de Investigación Gordon en 2011, [12] se han publicado varios libros de texto de geobiología, [3] [13] y muchas universidades de todo el mundo ofrecen programas de grado en geobiología (ver enlaces externos).
Quizás el evento geobiológico más profundo sea la introducción de oxígeno en la atmósfera por bacterias fotosintéticas . Esta oxigenación de la atmósfera primordial de la Tierra (la llamada catástrofe del oxígeno o Gran Evento de Oxigenación ) y la oxigenación de los océanos alteraron los ciclos biogeoquímicos de la superficie y los tipos de organismos para los que han sido seleccionados evolutivamente.
Un cambio importante posterior fue la llegada de la multicelularidad . La presencia de oxígeno permitió que evolucionaran los eucariotas y, más tarde, la vida multicelular.
Eventos geobiológicos más antropocéntricos incluyen el origen de los animales y el establecimiento de la vida vegetal terrestre, que afectaron la erosión continental y el ciclo de nutrientes, y probablemente cambiaron los tipos de ríos observados, permitiendo la canalización de lo que antes eran ríos predominantemente trenzados.
Eventos geobiológicos más sutiles incluyen el papel de las termitas en el vuelco de sedimentos, los arrecifes de coral en la deposición de carbonato de calcio y las olas rompientes, las esponjas en la absorción de sílice marina disuelta, el papel de los dinosaurios en la ruptura de los diques de los ríos y la promoción de inundaciones, y el papel del estiércol de los grandes mamíferos en distribuyendo nutrientes. [15] [16]
La geobiología se basa en algunos conceptos básicos que unen el estudio de la Tierra y la vida. Si bien hay muchos aspectos del estudio de las interacciones pasadas y presentes entre la vida y la Tierra que no están claros, varias ideas y conceptos importantes proporcionan una base de conocimiento en geobiología que sirve como plataforma para plantear preguntas investigables, incluida la evolución de la vida y el planeta y la la coevolución de los dos, la genética, tanto desde un punto de vista histórico como funcional, la diversidad metabólica de toda la vida, la preservación sedimentológica de la vida pasada y el origen de la vida.
Un concepto central en geobiología es que la vida cambia con el tiempo a través de la evolución . La teoría de la evolución postula que poblaciones únicas de organismos o especies surgieron de modificaciones genéticas en la población ancestral que se transmitieron por deriva y selección natural . [17]
Junto con la evolución biológica estándar, la vida y el planeta coevolucionan. Dado que las mejores adaptaciones son aquellas que se adaptan al nicho ecológico en el que vive el organismo, las características físicas y químicas del medio ambiente impulsan la evolución de la vida por selección natural, pero también puede ser cierto lo contrario: con cada advenimiento de la evolución, el medio ambiente cambios.
Un ejemplo clásico de coevolución es la evolución de las cianobacterias fotosintéticas productoras de oxígeno que oxigenaron la atmósfera Arcaica de la Tierra . Los antepasados de las cianobacterias comenzaron a utilizar el agua como fuente de electrones para aprovechar la energía del sol y expulsar oxígeno antes o durante el Paleoproterozoico temprano . Durante este tiempo, hace alrededor de 2.400 a 2.100 millones de años, [18] los datos geológicos sugieren que el oxígeno atmosférico comenzó a aumentar en lo que se denomina el Gran Evento de Oxigenación (GOE) . [19] [20] No está claro durante cuánto tiempo las cianobacterias habían estado realizando fotosíntesis oxigénica antes del GOE. Alguna evidencia sugiere que hubo "amortiguadores" o sumideros geoquímicos que suprimieron el aumento de oxígeno, como el vulcanismo [21], aunque es posible que las cianobacterias hayan existido produciéndolo antes del GOE. [22] Otra evidencia indica que el aumento de la fotosíntesis oxigénica coincidió con el GOE. [23]
La presencia de oxígeno en la Tierra desde su primera producción por cianobacterias hasta el GOE y hasta la actualidad ha impactado drásticamente el curso de la evolución de la vida y el planeta. [19] Puede haber desencadenado la formación de minerales oxidados [24] y la desaparición de minerales oxidables como la pirita de los antiguos lechos de arroyos. [25] La presencia de formaciones de bandas de hierro (BIF) se ha interpretado como una pista del aumento de oxígeno, ya que pequeñas cantidades de oxígeno podrían haber reaccionado con hierro ferroso reducido (Fe (II)) en los océanos, lo que resultó en la deposición. de sedimentos que contienen óxido de Fe(III) en lugares como Australia Occidental. [26] Sin embargo, cualquier entorno oxidante, incluido el proporcionado por microbios como el fotoautótrofo oxidante del hierro Rhodopseudomonas palustris , [27] puede desencadenar la formación de óxido de hierro y, por tanto, la deposición de BIF. [28] [29] [30] Otros mecanismos incluyen la oxidación por luz ultravioleta . [31] De hecho, los BIF ocurren en grandes franjas de la historia de la Tierra y pueden no correlacionarse con un solo evento. [30]
Otros cambios correlacionados con el aumento de oxígeno incluyen la aparición de antiguos paleosuelos de color rojo óxido , [19] diferentes fraccionamientos isotópicos de elementos como el azufre , [32] y glaciaciones globales y eventos de Tierra Bola de Nieve , [33] quizás causados por la oxidación de metano por oxígeno, sin mencionar una revisión de los tipos de organismos y metabolismos de la Tierra. Mientras que los organismos antes del aumento del oxígeno probablemente estaban envenenados por oxígeno gaseoso como lo están muchos anaerobios hoy en día, [34] aquellos que desarrollaron formas de aprovechar el poder del oxígeno para aceptar electrones y dar energía estaban preparados para prosperar y colonizar el ambiente aeróbico.
La Tierra no ha permanecido igual desde su formación planetaria hace 4.500 millones de años. [35] [36] Los continentes se han formado, dividido y chocado, ofreciendo nuevas oportunidades y barreras para la dispersión de la vida. El estado redox de la atmósfera y de los océanos ha cambiado, como lo indican los datos isotópicos. Cantidades fluctuantes de compuestos inorgánicos como dióxido de carbono , nitrógeno , metano y oxígeno han sido impulsadas por la vida que ha desarrollado nuevos metabolismos biológicos para producir estos químicos y ha impulsado la evolución de nuevos metabolismos para utilizar esos químicos. La Tierra adquirió un campo magnético de aproximadamente 3,4 Ga [37] que ha sufrido una serie de inversiones geomagnéticas del orden de millones de años. [38] La temperatura de la superficie está en constante fluctuación, disminuyendo en glaciaciones y eventos de Tierra Bola de Nieve debido a la retroalimentación del albedo del hielo , [39] aumentando y derritiéndose debido a la desgasificación volcánica y estabilizándose debido a la retroalimentación de la erosión de los silicatos . [40]
Y la Tierra no es la única que cambió: la luminosidad del sol ha aumentado con el tiempo. Debido a que las rocas registran una historia de temperaturas relativamente constantes desde los inicios de la Tierra, debe haber habido más gases de efecto invernadero para mantener altas las temperaturas en el Arcaico cuando el sol era más joven y más débil. [41] Todas estas diferencias importantes en el medio ambiente de la Tierra impusieron limitaciones muy diferentes a la evolución de la vida a lo largo de la historia de nuestro planeta. Además, siempre se están produciendo cambios más sutiles en el hábitat de la vida, que dan forma a los organismos y huellas que observamos hoy y en el registro de las rocas.
El código genético es clave para observar la historia de la evolución y comprender las capacidades de los organismos. Los genes son la unidad básica de herencia y función y, como tales, son la unidad básica de la evolución y el medio detrás del metabolismo . [42]
La filogenia toma secuencias genéticas de organismos vivos y las compara entre sí para revelar relaciones evolutivas, de forma muy parecida a como un árbol genealógico revela cómo los individuos están conectados con sus primos lejanos. [43] Nos permite descifrar las relaciones modernas e inferir cómo ocurrió la evolución en el pasado.
La filogenia puede dar cierto sentido a la historia cuando se combina con un poco más de información. Cada diferencia en el ADN indica divergencia entre una especie y otra. [43] Esta divergencia, ya sea por deriva o selección natural, es representativa de algún lapso de tiempo. [43] La comparación de secuencias de ADN por sí sola proporciona un registro de la historia de la evolución con una medida arbitraria de la distancia filogenética que “data” ese último ancestro común. Sin embargo, si se dispone de información sobre la tasa de mutación genética o si hay marcadores geológicos presentes para calibrar la divergencia evolutiva (es decir, fósiles ), tenemos una línea de tiempo de la evolución. [44] A partir de ahí, con una idea sobre otros cambios contemporáneos en la vida y el medio ambiente, podemos comenzar a especular por qué se podrían haber seleccionado ciertos caminos evolutivos. [45]
La biología molecular permite a los científicos comprender la función de un gen mediante cultivo microbiano y mutagénesis . La búsqueda de genes similares en otros organismos y en datos metagenómicos y metatranscriptómicos nos permite comprender qué procesos podrían ser relevantes e importantes en un ecosistema determinado, proporcionando información sobre los ciclos biogeoquímicos en ese entorno.
Por ejemplo, un problema intrigante en geobiología es el papel de los organismos en el ciclo global del metano . La genética ha revelado que el gen de la metanomonooxigenasa ( pmo ) se utiliza para oxidar el metano y está presente en todos los oxidantes de metano aeróbicos o metanótrofos . [46] La presencia de secuencias de ADN del gen pmo en el medio ambiente se puede utilizar como indicador de metanotrofia. [47] [48] Una herramienta más generalizable es el gen del ARN ribosómico 16S , que se encuentra en bacterias y arqueas. Este gen evoluciona muy lentamente con el tiempo y no suele transferirse horizontalmente , por lo que suele utilizarse para distinguir diferentes unidades taxonómicas de organismos en el medio ambiente. [9] [49] De esta manera, los genes son pistas para el metabolismo y la identidad del organismo. La genética nos permite preguntar '¿quién está ahí?' y '¿qué están haciendo?' Este enfoque se llama metagenómica . [49]
La vida aprovecha las reacciones químicas para generar energía, realizar biosíntesis y eliminar desechos. [52] Diferentes organismos utilizan enfoques metabólicos muy diferentes para satisfacer estas necesidades básicas. [53] Mientras que animales como nosotros estamos limitados a la respiración aeróbica , otros organismos pueden "respirar" sulfato (SO42-), nitrato (NO3-), hierro férrico (Fe(III)) y uranio (U(VI)). o vivir de la energía de la fermentación . [53] Algunos organismos, como las plantas, son autótrofos , lo que significa que pueden fijar dióxido de carbono para la biosíntesis. Las plantas son fotoautótrofas , ya que utilizan la energía de la luz para fijar carbono. Los microorganismos emplean fotoautotrofia oxigénica y anoxigénica, así como quimioautotrofia . Las comunidades microbianas pueden coordinarse en metabolismos sintróficos para cambiar la cinética de reacción a su favor. Muchos organismos pueden realizar múltiples metabolismos para lograr el mismo objetivo final; estos se llaman mixótrofos . [53]
El metabolismo biótico está directamente relacionado con el ciclo global de elementos y compuestos en la Tierra. El entorno geoquímico alimenta la vida, que luego produce diferentes moléculas que pasan al entorno externo. (Esto es directamente relevante para la biogeoquímica ). Además, las reacciones bioquímicas son catalizadas por enzimas que a veces prefieren un isótopo sobre otros. Por ejemplo, la fotosíntesis oxigenada es catalizada por RuBisCO , que prefiere el carbono 12 al carbono 13, lo que da como resultado el fraccionamiento de isótopos de carbono en el registro de rocas. [54]
Las rocas sedimentarias conservan restos de la historia de la vida en la Tierra en forma de fósiles , biomarcadores , isótopos y otros rastros. El registro de rocas está lejos de ser perfecto y la preservación de firmas biológicas es algo poco común. Comprender qué factores determinan el alcance de la preservación y el significado detrás de lo que se conserva son componentes importantes para desenredar la historia antigua de la coevolución de la vida y la Tierra. [8] El registro sedimentario permite a los científicos observar cambios en la vida y en la composición de la Tierra a lo largo del tiempo y, a veces, incluso fechar transiciones importantes, como eventos de extinción.
Algunos ejemplos clásicos de geobiología en el registro sedimentario incluyen estromatolitos y formaciones de bandas de hierro. El papel de la vida en el origen de ambos es un tema muy debatido. [19]
La primera vida surgió de reacciones químicas abióticas . No se sabe cuándo sucedió esto, cómo sucedió e incluso en qué planeta sucedió. Sin embargo, la vida sigue las reglas y surgió de la química y la física sin vida . Está limitado por principios como la termodinámica . Este es un concepto importante en este campo porque representa el epítome de la interconexión, si no la igualdad, de la vida y la Tierra. [55]
Aunque a menudo se delegan al campo de la astrobiología , los intentos de comprender cómo y cuándo surgió la vida también son relevantes para la geobiología. [56] Los primeros avances importantes hacia la comprensión del “cómo” se produjeron con el experimento de Miller-Urey , cuando se formaron aminoácidos a partir de una “ sopa primordial ” simulada. Otra teoría es que la vida se originó en un sistema muy parecido a los respiraderos hidrotermales en los centros de expansión en medio del océano . En la síntesis de Fischer-Tropsch , se forman una variedad de hidrocarburos en condiciones similares a las de un respiradero. Otras ideas incluyen la hipótesis del “Mundo ARN” , que postula que la primera molécula biológica fue el ARN , y la idea de que la vida se originó en otras partes del sistema solar y fue traída a la Tierra, tal vez a través de un meteorito . [55]
Si bien la geobiología es un campo diverso y variado, que abarca ideas y técnicas de una amplia gama de disciplinas, hay una serie de métodos importantes que son clave para el estudio de la interacción de la vida y la Tierra que se destacan aquí. [3]
Como sugiere su nombre, la geobiología está estrechamente relacionada con muchos otros campos de estudio y no tiene límites claramente definidos ni un acuerdo perfecto sobre qué comprenden exactamente. Algunos profesionales adoptan una visión muy amplia de sus límites, abarcando muchos campos más antiguos y establecidos, como la biogeoquímica, la paleontología y la ecología microbiana. Otros adoptan una visión más estrecha y la asignan a investigaciones emergentes que se encuentran entre estos campos existentes, como la geomicrobiología. La siguiente lista incluye tanto aquellos que son claramente parte de la geobiología, por ejemplo, la geomicrobiología, como aquellos que comparten intereses científicos pero que históricamente no han sido considerados una subdisciplina de la geobiología, por ejemplo, la paleontología.
La astrobiología es un campo interdisciplinario que utiliza una combinación de datos de ciencias geobiológicas y planetarias para establecer un contexto para la búsqueda de vida en otros planetas . El origen de la vida a partir de la química y la geología no vivas, o abiogénesis , es un tema importante en astrobiología. Aunque es fundamentalmente una preocupación terrestre y, por lo tanto, de gran interés geobiológico, llegar al origen de la vida requiere considerar qué requiere la vida, qué tiene de especial la Tierra, si es que hay algo, qué podría haber cambiado para permitir que la vida floreciera, qué constituye evidencia de vida, e incluso qué constituye la vida misma. Estas son las mismas preguntas que podrían hacerse los científicos cuando buscan vida extraterrestre. Además, los astrobiólogos investigan la posibilidad de vida basada en otros metabolismos y elementos, la capacidad de supervivencia de los organismos de la Tierra en otros planetas o naves espaciales, la evolución de los sistemas planetarios y solares, y la geoquímica espacial. [57]
La biogeoquímica es una ciencia de sistemas que sintetiza el estudio de procesos biológicos, geológicos y químicos para comprender las reacciones y la composición del entorno natural. Se ocupa principalmente de los ciclos elementales globales, como el del nitrógeno y el carbono. El padre de la biogeoquímica fue James Lovelock , cuya “ hipótesis Gaia ” proponía que los sistemas biológicos, químicos y geológicos de la Tierra interactúan para estabilizar las condiciones en la Tierra que sustentan la vida. [58]
La geobioquímica es similar a la biogeoquímica , pero se diferencia al poner énfasis en los efectos de la geología en el desarrollo de los procesos bioquímicos de la vida, a diferencia del papel de la vida en los ciclos de la Tierra. Su objetivo principal es vincular los cambios biológicos, que abarcan modificaciones evolutivas de genes y cambios en la expresión de genes y proteínas, con cambios en la temperatura, presión y composición de procesos geoquímicos para comprender cuándo y cómo evolucionó el metabolismo. La geobioquímica se basa en la noción de que la vida es una respuesta planetaria porque la catálisis metabólica permite la liberación de energía atrapada por un planeta que se enfría. [59]
La microbiología es una disciplina científica amplia relacionada con el estudio de la vida que se ve mejor bajo un microscopio. Abarca varios campos que son de relevancia directa para la geobiología, y todas las herramientas de la microbiología pertenecen a la geobiología. La microbiología ambiental está especialmente entrelazada con la geobiología, ya que busca una comprensión de los organismos y procesos reales que son relevantes en la naturaleza, a diferencia del enfoque tradicional de la microbiología basado en el laboratorio. La ecología microbiana es similar, pero tiende a centrarse más en estudios de laboratorio y las relaciones entre organismos dentro de una comunidad, así como dentro del ecosistema de su entorno físico químico y geológico. Ambos se basan en técnicas como la recolección de muestras de diversos entornos, la metagenómica , la secuenciación de ADN y la estadística .
La geomicrobiología tradicionalmente estudia las interacciones entre microbios y minerales . Si bien generalmente depende de las herramientas de la microbiología, la geoquímica microbiana utiliza métodos geológicos y químicos para abordar el mismo tema desde la perspectiva de las rocas. La geomicrobiología y la geoquímica microbiana (GMG) es un campo interdisciplinario relativamente nuevo que aborda de manera más amplia la relación entre los microbios, la Tierra y los sistemas ambientales. Considerado como un subconjunto de la geobiología y la geoquímica, GMG busca comprender los ciclos biogeoquímicos elementales y la evolución de la vida en la Tierra. Específicamente, plantea preguntas sobre dónde viven los microbios, su abundancia local y global, su bioquímica estructural y funcional, cómo han evolucionado, su biomineralización y su potencial de preservación y presencia en el registro de rocas. En muchos sentidos, la GMG parece ser equivalente a la geobiología, pero difiere en su alcance: la geobiología se centra en el papel de toda la vida, mientras que la GMG es estrictamente microbiana. De todos modos, son estas criaturas más pequeñas las que dominaron la historia de la vida integrada a lo largo del tiempo y parecen haber tenido los efectos de mayor alcance. [60]
La geomicrobiología molecular adopta un enfoque mecanicista para comprender los procesos biológicos que son geológicamente relevantes. Puede ser a nivel de ADN, proteínas, lípidos o cualquier metabolito . Un ejemplo de investigación en geomicrobiología molecular es el estudio de cómo los microbios colonizan los campos de lava creados recientemente. Actualmente, la Universidad de Helsinki está llevando a cabo una investigación para determinar qué rasgos microbianos específicos son necesarios para una colonización inicial exitosa y cómo las ondas de sucesión microbiana pueden transformar la roca volcánica en suelo fértil. [61]
La geoquímica orgánica es el estudio de las moléculas orgánicas que aparecen en el registro fósil en rocas sedimentarias. La investigación en este campo se centra en fósiles moleculares que a menudo son biomarcadores de lípidos. Moléculas como los esteroles y los hopanoides, lípidos de membrana que se encuentran en eucariotas y bacterias, respectivamente, pueden conservarse en el registro de rocas en escalas de tiempo de miles de millones de años. Tras la muerte del organismo del que proceden y la sedimentación, se someten a un proceso llamado diagénesis por el que muchos de los grupos funcionales específicos de los lípidos se pierden, pero el esqueleto de hidrocarburos permanece intacto. Estos lípidos fosilizados se denominan esteranos y hopanos, respectivamente. [62] También hay otros tipos de fósiles moleculares, como las porfirinas , cuyo descubrimiento en el petróleo por Alfred E. Treibs en realidad condujo a la invención del campo. [8] Otros aspectos de la geoquímica que también son pertinentes para la geobiología incluyen la geoquímica isotópica, en la que los científicos buscan el fraccionamiento isotópico en el registro de rocas, y el análisis químico de biominerales , como la magnetita o el oro precipitado microbianamente.
Quizás la más antigua de todas, la paleontología es el estudio de los fósiles. Implica el descubrimiento, excavación, datación y comprensión paleoecológica de cualquier tipo de fósil, microbiano o dinosaurio, rastro o fósil corporal. La micropaleontología es particularmente relevante para la geobiología. Supuestos microfósiles bacterianos y estromatolitos antiguos se utilizan como evidencia del aumento de metabolismos como la fotosíntesis oxigénica. [63] La búsqueda de fósiles moleculares, como biomarcadores lipídicos como esteranos y hopanos, también ha desempeñado un papel importante en la geobiología y la geoquímica orgánica. [8] Los subdiscípulos relevantes incluyen la paleoecología y la paleobiogeografía .
La biogeografía es el estudio de la distribución geográfica de la vida a través del tiempo. Puede observar la distribución actual de organismos a través de continentes o entre micronichos, o la distribución de organismos a través del tiempo o en el pasado, lo que se llama paleobiogeografía.
La biología evolutiva es el estudio de los procesos evolutivos que han dado forma a la diversidad de la vida en la Tierra. Incorpora genética , ecología, biogeografía y paleontología para analizar temas que incluyen selección natural , varianza, adaptación , divergencia, deriva genética y especiación .
La ecohidrología es un campo interdisciplinario que estudia las interacciones entre el agua y los ecosistemas. A veces se utilizan isótopos estables del agua como trazadores de fuentes de agua y rutas de flujo entre el entorno físico y la biosfera. [64] [65]
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