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Microbialite

Microbialites in Lake Salda rocks
Emerged microbialite formation at Lake Van, East Anatolia
Classification of microbialites (redrawn and simplified from Schmid, 1996[1]).
Stromatolites – laminated microbialites (Precambrian silicified stromatolite, Strelley Pool Chert, (Pilbara Craton), W. Australia)

Microbialite is a benthic sedimentary deposit made of carbonate mud (particle diameter < 5 μm) that is formed with the mediation of microbes. The constituent carbonate mud is a type of automicrite (or authigenic carbonate mud); therefore, it precipitates in situ instead of being transported and deposited. Being formed in situ, a microbialite can be seen as a type of boundstone where reef builders are microbes, and precipitation of carbonate is biotically induced instead of forming tests, shells or skeletons.

Microbialites can also be defined as microbial mats with lithification capacity.[2] Bacteria can precipitate carbonate both in shallow and in deep water (except for Cyanobacteria) and so microbialites can form regardless of the sunlight.[3]

Microbialites are the foundation of many lacustrine ecosystems, such as the biosystem of the Great Salt Lake with its millions of migratory birds[4] or, serving in the Alchichica Lake as nurseries for axolotl (Ambystoma taylori) and a variety of fish.

Microbialites were very important to the formation of Precambrian and Phanerozoic limestones in many different environments, marine and not. The best age for stromatolites was from 2800 Ma to 1000 Ma where stromatolites were the main constituents of carbonate platforms[3]

Classification

Microbialites can have three different fabrics:[3]

Evolution

Las microbialitas jugaron un papel importante en la evolución de la atmósfera terrestre, ya que fueron nichos ancestrales donde surgieron los primeros metabolismos microbianos capaces de liberar oxígeno. Las microbialitas saturaron de oxígeno los sistemas costeros y más tarde la atmósfera primitiva, cambiándola de un estado reducido a un estado oxidado. [5] Los microbiolitos fósiles (también llamados estromatolitos) del Precámbrico y Fanerozoico son una de las primeras evidencias de vida comunitaria. Los microbiolitos más antiguos datan de hace 3.500 millones de años. [6] La evidencia fósil sugiere que los organismos productores de microbianas fueron una forma de vida muy abundante desde el Arcaico temprano hasta el Proterozoico tardío, hasta que sus comunidades disminuyeron debido a la depredación de foraminíferos y otros microorganismos eucariotas. [7]

Formación de microbios.

La formación de microbianitas es compleja y es un proceso continuo de precipitación y disolución , donde se acoplan diferentes metabolismos microbianos y se presenta un alto índice de saturación (IS) de iones en el agua. [8]

Las microbialitas tienen dos posibles mecanismos de génesis:

1) Precipitación mineral: es el principal proceso de formación de microbianitas y puede deberse a precipitación inorgánica o a la influencia pasiva de metabolismos microbianos. También puede haber precipitación por saturación del microambiente cuando las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) se degradan rápidamente, aumentando la saturación de iones. [9]

2) Atrapamiento y unión: cuando la comunidad microbiana incluye partículas minerales del ambiente que se adhieren a las sustancias poliméricas extracelulares (EPS). Este proceso es muy popular, ya que fue descrito en microbios modernos de Shark Bay (Australia) y Bahamas , pero se ha demostrado que es muy poco común a lo largo de la historia geológica de 3500 millones de años de los microbios. [10]

Distribución de microbiocitos modernos.

Los microbios modernos vivos (de menos de 20.000 años de antigüedad) son raros y se pueden encontrar confinados en lugares como:

Composición

Las microbialitas están formadas por capas formadas por un componente orgánico y otro mineral. [11] El componente orgánico es un elaborado tapete microbiano donde diferentes comunidades de microorganismos interactúan con diferentes metabolismos y crean un micro-nicho donde conviven organismos fototróficos oxigenados y anoxigénicos, fijadores de nitrógeno , reductores de azufre , metanotrofos , metanógenos , oxidantes de hierro y una infinidad. de descomponedores heterótrofos . [12] El componente mineral está compuesto por carbonatos, generalmente carbonato cálcico o carbonatos de magnesio como la hidromagnesita , aunque también pueden existir siliconas sinterizadas, es decir, silicatos e incluir formas minerales de azufre, hierro (pirita) o fósforo. [9] El carbonato suele ser un tipo de automicrita autógena, por lo que precipita in situ. Las microbialitas pueden verse como un tipo de roca sedimentaria biogénica donde los constructores de arrecifes son microbios y se induce la precipitación de carbonatos. Los microorganismos pueden precipitar carbonato tanto en aguas poco profundas como profundas.

Microbios que producen microbiocitos.

Un amplio número de estudios han analizado la diversidad de microorganismos que viven en la superficie de los microbios. [13] [14] Muy a menudo, esta diversidad es muy alta e incluye bacterias, arqueas y eucariotas. Si bien la diversidad filogenética de estas comunidades microbianas se evalúa bastante bien mediante biología molecular, la identidad de los organismos que contribuyen a la formación de carbonatos sigue siendo incierta. Curiosamente, algunos microorganismos parecen estar presentes en microbios que se forman en varios lagos diferentes, definiendo un microbioma central. [15] [13] Los microbios que precipitan el carbonato para formar microbios son en su mayoría procariotas , que incluyen bacterias y arqueas . Las bacterias productoras de carbonatos más conocidas son las cianobacterias y las bacterias reductoras de sulfatos . [16] Otras bacterias pueden desempeñar un papel destacado, como las bacterias que realizan la fotosíntesis anoxigénica [17] . Las arqueas suelen ser extremófilas y, por tanto, viven en entornos remotos donde otros organismos no pueden vivir, como los fumadores blancos en el fondo de los océanos.

Los microbios eucariotas , en cambio, producen menos carbonato que los procariotas. [18]

Interés en estudiar microbiocitos.

Existe gran interés en el estudio de los microbiolitos fósiles en el campo de la paleontología ya que aportan datos relevantes sobre el paleoclima y funcionan como indicadores bioclimáticos. [19] También existe interés en estudiarlos en el campo de la astrobiología, ya que son una de las primeras formas de vida, uno esperaría encontrar evidencia de estas estructuras en otros planetas. [20] El estudio de los microbios modernos puede proporcionar información relevante y servir como indicadores ambientales para la gestión y conservación de áreas naturales protegidas. [21] Debido a su capacidad para formar minerales y precipitar material detrítico, se han sugerido aplicaciones biotecnológicas y de biorremediación en sistemas acuáticos para el secuestro de dióxido de carbono, ya que los microbios pueden funcionar como sumideros de carbono. [22]

Referencias

  1. ^ Schmid, DU (1996). "Mikrobolithe und Mikroinkrustierer aus dem Oberjura". Perfil . 9 : 101–251.
  2. ^ Dupraz, Christophe; Visscher, Pieter T. (septiembre de 2005). "Litificación microbiana en estromatolitos marinos y tapetes hipersalinos". Tendencias en Microbiología . 13 (9): 429–438. doi :10.1016/j.tim.2005.07.008. PMID  16087339.
  3. ^ abc Erik., Flügel (2010). Microfacies de rocas carbonatadas: análisis, interpretación y aplicación . Münnecke, Axel. (2ª ed.). Heidelberg: Springer. ISBN 9783642037962. OCLC  663093942.
  4. ^ "La sequía afecta negativamente a los microbialitos y al ecosistema del Gran Lago Salado". Servicio Geológico de Utah . Departamento de Recursos Naturales. 15 de julio de 2021 . Consultado el 18 de julio de 2021 .
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