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Desvelan el mecanismo de precipitación oceánica del bario, un indicador de la productividad biológica marina

La barita, un mineral del elemento químico bario, se ha convertido en un indicador directo y fiable de la productividad oceánica, del clima y, en general, de la evolución de la vida en los océanos

Investigadoras de la UGR y el CSIC han demostrado el mecanismo por el que distintas especies de bacterias marinas y las sustancias exopoliméricas (EPS) que estas bacterias producen son responsables de la bioacumulación del bario explicando así la precipitación de barita

La barita, un mineral del elemento químico bario, se ha convertido en un indicador directo y fiable de la productividad oceánica, del clima y, en general, de la evolución de la vida en los océanos. No obstante, el ciclo biogeoquímico del bario, íntimamente ligado al ciclo del carbono, se conoce muy poco y se ignora cómo precipita el bario en aguas oceánicas. De hecho, la precipitación de barita en el agua marina, que está subsaturada respecto al bario, ha intrigado a la comunidad científica durante décadas.

Ahora, un estudio liderado por investigadores de la Universidad de Granada (UGR) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha demostrado que las bacterias pueden jugar un papel esencial en la precipitación de este mineral. Los resultados del estudio se publican en la revista Nature Communications.

“Experimentos realizados con diversas especies de bacterias marinas ponen de manifiesto cómo se produce la precipitación de este mineral en biopelículas bacterianas a partir de la bioacumulación de bario en células bacterianas y sustancias exopoliméricas”, explican Francisca Martínez Ruiz, investigadora del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, y María Teresa González Muñoz, profesora emérita del departamento de Microbiología de la Universidad de Granada, ambas autoras de este trabajo.

“Los resultados de este trabajo experimental apoyan la hipótesis de que durante periodos de alta productividad, la abundancia de materia orgánica sujeta a degradación bacteriana y la producción de sustancias exopoliméricas llevan a la acumulación de bario”, añaden.

El bario se asocia inicialmente a grupos fosfato de las células y sustancias exopoliméricas, lo que origina un precursor amorfo que eventualmente evoluciona a sulfato de bario, con la sustitución de grupos fosfato por sulfato. El estudio de baritas procedentes de la columna de agua oceánica de zonas de alta productividad también confirma la existencia de un precursor amorfo rico en fosfato. “Todo ello abre un campo de investigación del máximo interés sobre la precipitación microbiana en medios oceánicos y el papel que las sustancias exopoliméricas tienen en la precipitación mineral y en la absorción de diversos metales, lo que jugaría un papel de máxima relevancia en buena parte de los ciclos biogeoquímicos”, concluyen las investigadoras.

Esta investigación ha sido financiada por el proyecto CGL2015-66830-R (MINECO Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación, cofinanciado por Fondos FEDER), por los Grupos de Investigación BIO-103 y RNM-179 (Junta de Andalucía), y por la Universidad de Granada (Unidad Científica de Excelencia UCE-PP2016-05).

Referencia bibliográfica:

Francisca Martinez-Ruiz, Fadwa Jroundi, Adina Paytan, Isabel Guerra-Tschuschke, María del Mar Abad4 & María Teresa González-Muñoz. Barium bioaccumulation by bacterial biofilms and implications for Ba cycling and use of Ba proxies. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-018-04069-z

Imágenes adjuntas:

Biopelícula cepas bacterianas

Biopelícula producida por una de las cepas bacterianas utilizadas en este trabajo experimental (fotografía obtenida con HRSEM en el Centro de Instrumentación Científica de la UGR)

Contacto:

María Teresa González Muñoz

Departamento de Microbiología de la Universidad de Granada

Teléfono: 958 242858

Correo electrónico: mgonzale@ugr.es

Francisca Martínez Ruiz

Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra

Teléfono: 958 23 00 00 ext. 190218

Correo electrónico: fmruiz@ugr.es