Investigadores han realizado un descubrimiento innovador sobre el ciclo del azufre en el Lago Superior, arrojando luz sobre el papel de los compuestos orgánicos de azufre en este proceso biogeoquímico. Los hallazgos, publicados en la revista Limnology and Oceanography, brindan información valiosa sobre la circulación de este macronutriente vital en los océanos antiguos de la Tierra.

La geoquímica Alexandra Phillips se propuso investigar el ciclo del azufre en el océano antiguo, que data aproximadamente de hace 3 mil millones de años. Debido a la escasez de nutrientes, el Lago Superior ofrecía una oportunidad única para estudiar este antiguo proceso. Según Phillips, «es realmente difícil mirar atrás miles de millones de años, por lo que esta es una gran ventana».

La forma común de azufre en el medio ambiente es el ion sulfato (SO4), que es abundante en aguas marinas. En entornos anóxicos como el fondo de océanos y lagos, ciertos microbios convierten el sulfato en sulfuro de hidrógeno (H2S). El destino del sulfuro de hidrógeno es complejo: puede ser consumido rápidamente por microorganismos o retenido en sedimentos durante millones de años. Los científicos han creído durante mucho tiempo que el sulfato se hizo abundante hace entre 2,7 y 2,4 mil millones de años, cuando las cianobacterias comenzaron a producir grandes cantidades de oxígeno. Sin embargo, la fuente de sulfato para los microorganismos antiguos seguía siendo un misterio.

Para desentrañar este enigma, Phillips se centró en los compuestos orgánicos de azufre, como los sulfolípidos y los aminoácidos de azufre. Si bien el sulfato es mucho más abundante que el azufre orgánico en el océano moderno, la situación cambia cuando los niveles de sulfato son bajos. En tales casos, el azufre orgánico desempeña un papel crucial. «Comprender la Tierra primitiva requiere examinar procesos que surgen cuando el sulfato escasea, y aquí es donde el azufre orgánico puede cambiar todo el paradigma», dice el autor principal Sergei Katsev.

El Lago Superior, con su baja concentración de sulfato, sirve como un análogo adecuado para el océano antiguo. Phillips y su equipo investigaron las comunidades microbianas responsables de la reducción de sulfato y encontraron ocho taxones reductores de sulfato. Además, descubrieron que estos microbios producen preferentemente sulfato a partir de sulfolípidos en lugar de aminoácidos de azufre. Además, los sulfolípidos eran más abundantes en los sedimentos, lo que indica su importancia en el ciclo del azufre.

De manera intrigante, la investigación también reveló cómo reacciona el sulfuro de hidrógeno en el Lago Superior. Mientras que en los océanos modernos, normalmente reacciona con hierro para formar pirita, en el Lago Superior, reacciona principalmente con moléculas orgánicas, lo que da lugar a la producción de compuestos orgánicos de azufre.

Este estudio no solo avanza nuestra comprensión del ciclo del azufre en el Lago Superior, sino que también proporciona información valiosa sobre el ciclo del azufre en los océanos antiguos de la Tierra. Al examinar estos procesos en entornos con baja concentración de sulfato, los científicos pueden obtener una comprensión más profunda de las condiciones en la Tierra primitiva y el papel vital de los compuestos orgánicos de azufre.

Preguntas frecuentes
1. ¿Por qué es importante el ciclo del azufre?
El ciclo del azufre es crucial para la distribución y el reciclaje del azufre en los ecosistemas de la Tierra. El azufre es un elemento esencial necesario para el crecimiento y la supervivencia de los organismos, y desempeña un papel significativo en diversos procesos biogeoquímicos.

2. ¿Por qué el Lago Superior es un lugar ideal para estudiar el ciclo del azufre?
El Lago Superior tiene bajas concentraciones de sulfato, lo que lo convierte en un análogo adecuado para los océanos antiguos. Al estudiar el ciclo del azufre en el Lago Superior, los científicos pueden obtener información sobre cómo pudo haber funcionado este proceso hace miles de millones de años.

3. ¿Qué son los compuestos orgánicos de azufre?
Los compuestos orgánicos de azufre son moléculas en las que el azufre está unido a un compuesto de carbono. Incluyen sulfolípidos y aminoácidos de azufre. En entornos con bajos niveles de sulfato, los compuestos orgánicos de azufre adquieren mayor importancia en el ciclo del azufre.