Correlación de biomarcadores moleculares, composición mineral y diversidad microbiana de tubos de lava análogos marcianos

Los astronautas Thomas Pesquet (ESA), Takuya Onishi (JAXA) y Jessica Wittner (NASA), aprendices del ciclo Pangea de la ESA mientras caminan por la galería principal del tubo de lava Corona en Lanzarote, España. Imagen más grande – Este es el mismo sistema de cuevas en el que otro equipo realizó la investigación en este artículo.

Lanzarote (Islas Canarias, España) es una de las mejores contrapartes terrestres de la vulcanología marciana. En particular, los tubos de lava de Lanzarote pueden proporcionar acceso a biofirmas químicas y morfológicas reconocibles y conservadas que son valiosas para la astrobiología.

Combinando herramientas microbiológicas, mineralógicas y de geoquímica orgánica, se proporciona una caracterización en profundidad de las cuevas y las comunidades microbianas asociadas en los tubos de lava de Lanzarote.

El objetivo es desentrañar los factores fundamentales que influyen en la colonización microbiana en el interior de la Tierra para comprender mejor la posibilidad de que existan hábitats microbianos similares debajo de la superficie de Marte e identificar sin ambigüedades biofirmas conservadas en tubos de lava.

Resumen gráfico – Macroecología

Las comunidades microbianas representativas relevantes incluyen bacterias quimiotácticas, halófilas y/o tolerantes a la sal que han evolucionado como resultado de las condiciones ambientales oceánicas circundantes. Muchas de estas bacterias desempeñan un papel decisivo en la reelaboración de los sedimentos de las cuevas debido a su capacidad para generar carbonatos, dejando un registro orgánico que puede proporcionar evidencia de vida pasada o presente.

Con base en el perfil funcional, llegamos a la conclusión de que Crossiella participa en la precipitación de fluorapatita mediante hidrólisis de urea y proponemos que sus depósitos ricos en calcio pueden servir como biofirmas convincentes de valor para la astrobiología.

Diagrama conceptual que ilustra los diferentes ambientes en los que se depositan minerales secundarios en un tubo de lava (Ca: calcita, FA: fluorapatita, Yeso: yeso, Ha: halita, Ref: ópalo) y sus comunidades microbianas asociadas. — Ecología total

En este sentido, se realizaron análisis térmicos analíticos, análisis de isótopos estables y quimiometría para caracterizar la fracción orgánica compleja conservada en espeleotemas y encontrar relaciones entre familias orgánicas, taxones microbianos y minerales precipitados.

Hemos vinculado compuestos orgánicos con taxones microbianos del subsuelo, mostrando que las familias orgánicas son las que impulsan los microorganismos en los tubos de lava de Lanzarote. Nuestros datos sugieren que las comunidades bacterianas contribuyen de manera importante a los registros de biomarcadores en cuevas albergadas por volcanes. Dentro de ellos, la fracción lipídica se compone principalmente de n-alcanos, α-alcanos y alcanos ramificados de bajo peso molecular, lo que proporciona una evidencia más de que los microorganismos actúan como origen de la materia orgánica en estas formaciones.

La investigación continua sobre los tubos de lava de Lanzarote ayudará a desarrollar protocolos, rutinas y modelos predictivos que puedan proporcionar orientación sobre la selección de sitios y metodologías para buscar posibles biofirmas en Marte.

Imágenes representativas de FESEM de: muestras CN1 (A – C) y CN2 (D – F) de la Cueva de los Naturalistas; Muestras PE01 (G–I) y PE03 (J–L), Cueva Paso Esqueleto; Muestra LB04 (M, N), Cueva Las Breñas, y Muestra MR02 (O) de la Cueva Montana Rajada. — Ecología total

Correlación de biomarcadores moleculares, composición mineral y diversidad microbiana de tubos de lava análogos marcianosEcología holística (acceso abierto)

Ecología Total (IF 9.8) Fecha de publicación: 26-12-2023, DOI:10.1016/j.scitotenv.2023.169583
Vera Palma, José L. González Pimentel, Nicasio T. Jiménez-Murillo, Francisco Sauro, Sara Gutiérrez-Patricio, José M. De la Rosa, Ilaria Tomasi, Matteo Masseroni, Bogdan P. Onak, Igor Tiago, José A. González-Pérez, Leonela Leys, Ana T. Caldeira, Beatriz Cubero, and Ana Z. Miller

Astrobiología

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