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Los minerales evolucionan a la vez que lo hacen las especies biológicas noviembre 27, 2008

Posted by Manuel in biologia, ciencia, divulgación científica, evolucion, geología.
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La evolución biológica y mineral han sido inseparables desde que apareció la vida en la Tierra. La inmensa mayoría de los minerales terrestres deberían su existencia a la existencia de vida sobre el planeta.
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¿Animal, vegetal o mineral?, se preguntaba en aquel juego infantil. En un principio podemos creer que los minerales están muy separados de la evolución biológica, pero nada más lejos de la realidad. Desde las rocas manchadas de cobre del Gran Cañón a los cristales de sulfato de calcio recientemente descubiertos de 10 metros de longitud en las montañas Naica en México, pasando por la roca caliza que adorna su cuarto de baño, la inmensa mayoría de los minerales terrestres deben su existencia a la vida. Al menos esto es lo que afirman unos investigadores que han realizado la primera cronología amplia de lo que llaman evolución mineral.

La evolución mineral ha sido inseparable de la biológica desde que apareció la primera célula sobre la Tierra. Además entender esta conexión proporcionará una mejor comprensión en ambos campos y pistas críticas en la búsqueda de vida en otros planetas. La evolución mineral es obviamente diferente de una evolución darwiniana ya que los minerales no mutan ni se reproducen, pero la presencia de los minerales sobre la corteza terrestre ha cambiado en el transcurso de la evolución biológica.

Cuando el Sistema Solar se estaba formando contenía los 94 elementos de la tabla periódica procedentes de la nebulosa primordial, pero muy pocos minerales. Según las fuerzas gravitatorias formaban cuerpos diferenciados y éstos se enfriaban, los minerales empezaron a formarse. En esta fase se formaron unos 60 minerales distintos. Después la actividad volcánica y el agua dieron cuenta de la creación de nuevas especies minerales. Calculan que en Marte o Venus debe de haber como mínimo unos 500 minerales diferentes, habiéndose alcanzado en esos lugares la máxima diversificación mineral por métodos inorgánicos. Hace miles de millones de años la Tierra debía de contener una composición mineralógica similar a la de estos planetas vecinos. Sin embargo, ahora contiene miles de minerales distintos, desde ágatas a circonitas, ¿qué pasó entre medias?

Algunos de estos minerales fueron creados por las fuerzas tectónicas y volcánicas terrestres durante los 4500 millones de años de este planeta, pero otros como el apatito de nuestros dientes y otros minerales son el resultado de la acción de los organismos vivos. Hasta ahora nadie se había molestado en establecer la escala de la influencia biológica en la evolución mineral.

Robert Hazen de la Carnegie Institution de Washington y sus colaboradores han trazado el origen de más de 4000 minerales terrestres comunes (como la turquesa, azurita o malaquita) comprobando que dos tercios de ellos se crearon gracias a procesos biológicos a partir de unas docenas de minerales primordiales.

Todos los precursores de estos minerales fueron usados directa o indirectamente por los organismos vivos para producir otros, sobre todo a partir de la aparición de la fotosíntesis hace unos 2500 milllones de años. Hazen mantiene que hay miles de minerales distintos entre otras cosas porque la vida produjo suficiente oxígeno gracias a la fotosíntesis. Son particularmente importantes los óxidos de hierro, cobre y de otros metales. Los depósitos de óxido de hierro que explotamos hoy en día para obtener el acero de nuestros automóviles o las vigas de nuestras casas se formó gracias a este proceso biológico.

Pero hay más que oxígeno en esta historia. La vida explora todo camino químico interesante y lo explota para obtener energía y sintetizar moléculas orgánicas. Un ejemplo recientemente descubierto es la hazenita (nombrado en honor de este investigador) que se forma sólo cuando hay fosfato producido por un microorganismo que vive en las aguas alcalinas del lago Mono en California.

Los microorganismos aceleran la producción de diversas clases de arcillas y en los océanos muchos seres generan conchas o esqueletos de calcita, mineral que sería un muy raro en un planeta sin vida. Arcilla con la que cocemos ladrillos y calcita que finalmente termina siendo el cemento con los que pegamos esos ladrillos para hacer las paredes de nuestras viviendas. También el carbonato cálcico y otros minerales absorbieron la acidez de los océanos primitivos ayudando a que éstos fueran habitables.

Según calcula Hazen, dos tercios de los 4300 minerales conocidos de la Tierra tienen una formación probablemente mediada por la vida. Durante cerca de 2500 millones desde que la vida se hizo importante en este planeta la evolución biológica y mineralógica han ido de la mano.

Este resultado podría ayudar en la búsqueda de vida en otros planetas, porque es posible que las huellas minerales dejadas por la vida en otros planetas sean detectables por medios espectroscópicos. Según otros especialistas, en lugar de memorizar minerales, podríamos usar el esquema creado por Hazen para poner en contexto los minerales y ver así que son parte de la historia biológica del planeta, historia que nos incluye.

Fuentes y referencias:
Robert M. Hazen, Dominic Papineau, Wouter Bleeker, Robert T. Downs, John M. Ferry, Timothy J. McCoy, Dimitri Sverjensky and Hexiong Yang (2008) Mineral evolution. American Mineralogist.

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