Laguna de Bacalar. Una historia bacteriana congelada en el tiempo

Por Consuelo Doddoli, Ciencia UNAM-DGDC

 

 

La Laguna de Bacalar, también llamada “la laguna de siete colores” por sus diferentes tonalidades de agua que varían según la profundidad y la luz del Sol, es el cuerpo de agua dulce más extenso de la Península de Yucatán. Además de su belleza, es el ecosistema de agua dulce que alberga los arrecifes de microbialitos más grandes del mundo.

A simple vista, los microbialitos, parecen piedras, pero cuando se observan a través del microscopio se aprecia una compleja comunidad bacteriana que interactúa entre sí.

Estas estructuras cilíndricas y sólidas se agrupan en arrecifes; son formadas por una gran diversidad de bacterias que filtran las partículas de minerales carbonatados (como el carbonato de calcio) que se encuentran en el agua, los cuales se acumulan en forma de capas sucesivas, de tal manera que las bacterias vivas se sitúan en la capa superficial y los minerales se van acumulando en sedimentos en las capas inferiores.

Estos procesos se realizan a lo largo de mucho tiempo, se calcula que estas estructuras crecen alrededor de tan solo un milímetro por año, refiere la doctora Luisa Falcón, investigadora del Instituto de Ecología de la UNAM. Los microbialitos de Bacalar tienen un rango de edad que va desde algunas décadas a más de 9,000 años.

 

Los microbialitos, seres antiguos

 

Una de las primeras evidencias de vida en la Tierra es de fósiles de un tipo de microbialitos, llamado estromatolito; se han encontrado fósiles de estromatolitos con una antigüedad de hasta en 3,900 millones de años, mientras que la edad de la Tierra es de alrededor de 4,500 millones de años.

Lo que es muy interesante de estos fósiles tan antiguos, es que no están conformados por un individuo o población, sino por una comunidad, es decir, las formas de vida más antiguas que conocemos. Encontramos bacterias como cianobacterias, bacterias fijadoras de nitrógeno, reductoras de azufre, oxidadores de hierro, entre muchos otros microrganismos. Todos necesarios para lograr la precipitación de carbonatos y formar así los primeros microbialitos.

“Pero lo más sorprendente, es que en la actualidad seguimos teniendo comunidades muy similares a las que existieron hace 3900 millones de años y que siguen formando el mismo tipo de estructuras.” Es decir, ¡los microbialitos han sobrevivido todas las eras geológicas de nuestro planeta!», nos dice la ecóloga microbiana

Una característica sobresaliente es que cada especie como tal no es lo importante, sino la función que cada una realiza. Este tipo de comunidades -explica la investigadora- se sustenta por la red metabólica formada por la actividad de los miles de microrganismos que combinan sus capacidades.

“Por ejemplo, existen organismos que hacen carbohidratos por fotosíntesis, otros que se comen a esos carbohidratos y sus desechos son utilizados como sustratos para otros organismos que, a su vez, hacen otro metabolismo para producir biomasa (alimento), misma que es utilizada por otros integrantes, dando lugar a un flujo de materia y energía que convierte a estas comunidades en entidades sustentables.”

Así estas comunidades pueden vivir solo con agua y atmósfera. “No necesitan ningún otro insumo, generan todos sus alimentos, los consumen y estructuran estas precipitaciones minerales”.

Agrega que estas estructuras fueron muy importantes para que se desarrollara la vida en la Tierra y actualmente lo siguen siendo.

 

Las cianobacterias

 

Hace 3 mil millones de años, la atmósfera primitiva de nuestro planeta no era como la conocemos ahora: no tenía oxígeno libre.

“Gracias al metabolismo de algunos microorganismos que se encuentran en los microbialitos como las cianobacterias, la química de nuestra atmósfera fue cambiando poco a poco hasta provocar un cambio en la composición de la atmósfera, que entre otros procesos, permitió la formación de la capa de ozono y evolucionó a lo largo de miles de años hasta formarse la atmósfera que conocemos hoy, con oxígeno libre, lo que permitió el desarrollo de otras formas de vida en la Tierra”.

Lo anterior fue posible, gracias a que este tipo de bacterias contienen clorofila lo que las hace capaces de realizar fotosíntesis, es decir, que utilizan la energía que les proporciona la luz para producir sus propios nutrientes a partir del agua y del dióxido de carbono, liberando oxígeno en este proceso. Son las únicas bacterias capaces de hacer fotosíntesis.

Las cianobacterias son organismos abundantes en los microbialitos. Tienen una gran importancia desde el punto de vista de la ecología ya que producen más de la mitad del oxígeno del planeta.

Este tipo de bacterias ayuda a disminuir los niveles de dióxido de carbono (CO2) en el ambiente, ya que junto con el agua (H2O) lo transforman en oxígeno respirable y carbono en forma de carbohidratos, como hacen los árboles. Pero los estromatolitos además precipitan este carbono en minerales, así ayudan a reducir los gases de efecto invernadero en la atmósfera. Además, también son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico (N2) y transformarlo en otras formas de nitrógeno que puede ser utilizado por otros organismos, agrega la científica.

 

Laguna de Bacalar, diversidad microbiana en riesgo

 

En pocos lugares en el mundo existen microbialitos. En México hay diferentes sistemas acuáticos donde se desarrollan estos arrecifes bacterianos: Cuatro Ciénegas, Coahuila; Lagos Cráter de la Cuenca de Oriental, Puebla; Laguna Bacalar y Muyil, en Quintana Roo. Estos cuerpos de agua son ricos en carbonato y pobres en fósforo, lo que provoca escasez de nutrientes y por lo tanto, no existen algas, por lo que están formados por agua limpia y clara.

Sabemos que los microbialitos que allí se encuentran están vivos. La ecóloga Falcón y sus alumnos han podido medir en Bacalar la fotosíntesis que realizan algunas de las cianobacterias, la respiración de los microorganismos que forman estas estructuras, así como la fijación de nitrógeno que realizan.

Además, han podido estudiar la enorme diversidad microbiana en estas formaciones rocosas, con alrededor de 8,000 especies diferentes en cada microbialito. También han podido analizar las capas de minerales que se forman de los esqueletos de estos organismos.

En particular, en la Laguna de Bacalar está el arrecife de microbialitos modernos más grande del mundo. Es alimentada por los ríos subterráneos que existen en la Península de Yucatán. El agua limpia y clara de la laguna ha favorecido la formación de estas comunidades complejas de bacterias.

Los microbialitos de la Laguna de Bacalar funcionan como un indicador de la salud que guarda su hábitat. Lamentablemente los registros indican que estos arrecifes se están degradando debido a la contaminación del agua y del ambiente alrededor.

Este deterioro provoca un cambio en la dinámica de la laguna y de los organismos que ahí habitan.  La zona enfrenta la creciente demanda del turismo, sin la infraestructura necesaria para el manejo grandes cantidades de desechos y el tratamiento de aguas residuales.

Por otro lado, esta zona tiene una de las tasas de desforestación más alta del país. Las prácticas agrícolas insostenibles han causado un aumento de sedimentos, pesticidas y fertilizantes que son acarreadas a la Laguna por el agua de las lluvias. Los altos niveles de nitrógeno y amonio en este cuerpo de agua es otro de los problemas actuales.

A lo anterior se suman las altas temperaturas de la Península de Yucatán que provocan la proliferación de algas a un ritmo muy acelerado, que además de cambiar el color del agua de la laguna, crecen mucho más rápido que los microbialitos y los están invadiendo, advierte la doctora Luisa Falcón, pero también es optimista.

“Los humanos somos el principal problema que pone en peligro la biodiversidad del mundo, pero también podemos ser la solución. Los microbialitos forman parte de la historia de nuestro planeta y es maravilloso que actualmente podamos observar y estudiar estas antiguas comunidades. Cuidemos nuestro ambiente y busquemos tomar decisiones serias e informadas”.