Evidencia de diversos metabolismos anaerobios en sedimentos detríticos marinos de 3,7 mil millones de años

Pistas antiguas sobre la vida más temprana de la Tierra

En lo profundo del basamento de Groenlandia yace una cápsula del tiempo de hace más de 3,7 mil millones de años: rocas que conservan algunas de las trazas de vida más antiguas que se conocen. Este estudio plantea una pregunta engañosamente simple con grandes implicaciones: ¿usaban aquellas primeras comunidades del lecho marino ya una gama de estrategias de “respiración” sin oxígeno, del modo en que los microbios actuales lo hacen en los fangos y sedimentos? La respuesta nos ayuda a entender cuán rápido se diversificó la vida, cómo moldeó los océanos y la atmósfera del planeta joven, y qué tipos de biofirmas podríamos buscar en otros mundos.

Un lecho marino tranquilo, rico en los restos de la vida

Las rocas examinadas proceden del Cinturón Supracortical de Isua, en el suroeste de Groenlandia, una de las piezas más antiguas que se conservan de la corteza terrestre. En aquella época, esta zona fue una cuenca marina profunda y tranquila donde partículas finas flotaban lentamente desde la superficie oceánica, acumulándose en sedimentos delgados y suavemente estratificados. Periódicamente, avalanchas submarinas de material más grueso, llamadas turbiditas, barrían desde relieves cercanos. Estos sedimentos están llenos de partículas antiguas ricas en carbono, ahora transformadas en grafito, que trabajos previos han vinculado con microbios fotosintéticos del océano superficial. En otras palabras, el lecho marino aquí estaba continuamente salpicado por los restos de una biosfera temprana sorprendentemente productiva.

Respirar sin oxígeno: el papel del hierro y del metano

Hoy, gran parte de la materia orgánica que llega al lecho marino es degradada por microbios que “respiran” oxígeno. Pero cuando el oxígeno se agota, los microbios recurren a otros socios químicos, como el nitrato, el hierro o el sulfato. Los autores midieron las proporciones de isótopos de carbono en los sedimentos de Isua para ver cómo se procesó aquella materia orgánica antigua. Encontraron firmas de carbono inusualmente ligeras en algunas capas —más ligeras de lo esperado si solo hubiera intervenido la fotosíntesis simple. Este patrón concuerda con la degradación de materia orgánica y metano en el lecho marino por microbios anaerobios. En las capas con abundante hierro, los valores de carbono más ligeros se asociaron con altas relaciones hierro-carbono, lo que apunta a microbios que usaban hierro oxidado como su principal “sustituto del oxígeno”, reduciéndolo mientras consumían compuestos orgánicos.

Rastros de azufre de una actividad microbiana invisible

El hierro no fue la única opción. El equipo también estudió finos granos de minerales de sulfuro, como pirrotita y pirita, que aparecen principalmente en las capas pelágicas finas y ricas en carbono, no en las turbiditas más gruesas. Texturas petrográficas —como bandas delgadas de sulfuro alineadas con los planos de estratificación y nódulos concéntricos de pirita— sugieren que los minerales que contienen azufre se formaron temprano, dentro de los sedimentos, cuando fluidos reactivos atravesaron las capas. Usando mediciones precisas de isótopos de azufre en granos individuales, los investigadores mostraron que la mayor parte del azufre llevaba una impronta atmosférica distintiva, habiendo comenzado como azufre elemental y sulfato producidos cuando la luz solar descomponía dióxido de azufre en la atmósfera anóxica. Los patrones isotópicos indican que es probable que microbios redujeran ese azufre elemental y, en ocasiones, también redujeran un pequeño reservorio localmente reabastecido de sulfato marino, para generar sulfuro de hidrógeno que luego reaccionó con el hierro para formar minerales de sulfuro.

Un paisaje estratificado de nichos microbianos ocultos

Al combinar isótopos de carbono y azufre con perfiles de concentración de hierro y texturas minerales, el estudio reconstruye un paisaje químico dinámico bajo el antiguo lecho marino. Capas ricas en hierro y capas ricas en materia orgánica solían situarse cerca unas de otras, creando microambientes donde diferentes estrategias metabólicas podían prosperar una al lado de la otra. Donde el hierro férrico era abundante, parecen haber dominado microbios reductores de hierro. En zonas con acumulación sedimentaria más lenta y mayor intercambio de fluidos, la respiración basada en azufre y la reducción casi completa de sulfato escaso se volvieron más importantes. El metano, producido más abajo por fermentadores y metanógenos, probablemente ascendía y era consumido por otros microbios que usaban hierro o azufre como oxidantes, aclarando aún más las firmas isotópicas de carbono.

Qué significa esto para la historia de la vida temprana

Para el lector no especializado, el mensaje clave es que hace 3,7 mil millones de años el lecho marino de la Tierra no era un ecosistema simple con una sola vía metabólica. Más bien, ya albergaba una red de comunidades microbianas interconectadas que podían explotar el hierro, el azufre elemental y el sulfato para sobrevivir sin oxígeno, mientras reciclaban materia orgánica y metano. Estos hallazgos adelantan la aparición de metabolisms microbianos complejos y diversificados a un momento muy temprano en la historia de la Tierra. Eso, a su vez, sugiere que una vez que la vida consiguió arraigarse, evolucionó rápidamente un conjunto de herramientas para aprovechar una amplia gama de fuentes de energía química—una idea alentadora para la búsqueda de vida en rocas antiguas de la Tierra y de otros planetas.

Cita: Boyd, A.J., Harding, M.A.R., Bell, E.A. et al. Evidence for diverse anaerobic metabolisms in 3.7-billion-year-old marine detrital sediments. Commun Earth Environ 7, 166 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03188-6

Palabras clave: vida en la Tierra primitiva, microbios del antiguo lecho marino, respiración anaerobia, ciclos del hierro y del azufre, Cinturón Supracortical de Isua