Hace más de 2.300 millones de años, la Tierra era un planeta radicalmente diferente. Su atmósfera apenas contenía oxígeno libre, los océanos tenían una composición química distinta y los microorganismos dominaban un mundo donde todavía no existían plantas, animales ni organismos complejos.
Reconstruir cómo funcionaba aquella vida resulta extraordinariamente difícil. Los fósiles conservan algunas pistas, pero no permiten observar directamente cómo intercambiaban energía las comunidades microbianas que habitaban los océanos antiguos. Sin embargo, en cinco fuentes termales de Japón los científicos han encontrado ecosistemas actuales que podrían ayudarnos a comprender aquella biología desaparecida.
Un equipo internacional liderado por Fatima Li-Hau, del Earth-Life Science Institute (ELSI), analizó microorganismos que sobreviven en aguas cargadas de hierro y con concentraciones muy bajas de oxígeno. Los resultados, publicados en Microbes and Environments en julio de 2025, muestran comunidades capaces de mantener complejos procesos químicos en condiciones que recuerdan a las de los océanos anteriores a la Gran Oxidación.
Unos manantiales donde el hierro alimenta a la vida
Los investigadores estudiaron cinco fuentes termales distribuidas entre las prefecturas de Akita y Aomori, en el norte de Japón, y Tokio. Todas compartían una característica poco habitual: contenían cantidades elevadas de hierro ferroso, una forma soluble del metal que se oxida fácilmente cuando entra en contacto con el oxígeno. En los océanos actuales, ricos en oxígeno, ese hierro suele transformarse en compuestos insolubles. Sin embargo, en los mares antiguos podía permanecer disuelto en concentraciones mucho mayores.
Según explicó el ELSI en su comunicado científico, los manantiales también presentan un pH cercano a la neutralidad y bajas concentraciones de oxígeno, características que los convierten en modelos naturales útiles para estudiar la química del planeta primitivo. Y había algo todavía más interesante: en cuatro de los cinco lugares estudiados, las bacterias capaces de oxidar hierro eran las protagonistas de la comunidad microbiana.
Estos organismos aprovechan las reacciones químicas del hierro para obtener energía. No necesitan depender directamente de la luz solar como fuente energética, aunque muchas de las bacterias identificadas sí utilizan pequeñas cantidades de oxígeno.
La diferencia es importante: no se trata simplemente de organismos que «respiran hierro», sino de microorganismos que participan en reacciones de oxidación y reducción de este elemento para sostener su metabolismo.
El descubrimiento más extraño apareció donde dominaba el hidrógeno
Los científicos recurrieron a técnicas de secuenciación genética para reconstruir más de 200 genomas microbianos de alta calidad presentes en las muestras.
El análisis reveló una diversidad metabólica sorprendente. En la mayoría de los manantiales predominaban bacterias oxidantes de hierro, pertenecientes principalmente a grupos de zetaproteobacterias y gammaproteobacterias. Pero en Kowakubi, una fuente termal de Akita, ocurrió algo diferente. Allí abundaban microorganismos de la familia Hydrogenophilaceae, conocida por incluir especies capaces de utilizar hidrógeno como fuente de energía.
Los investigadores plantean que la disponibilidad de este gas podría estar condicionando la composición de la comunidad, incluso en un ambiente donde también existe mucho hierro disuelto. El artículo científico original, disponible en PubMed Central, también identificó genes vinculados con la fijación de carbono, el procesamiento del nitrógeno y diversas transformaciones del azufre.
Esto sugiere que aquellas comunidades no se limitan a sobrevivir individualmente. Mantienen redes de procesos biogeoquímicos capaces de reciclar elementos esenciales para la vida. Incluso encontraron indicios de un posible ciclo oculto del azufre, pese a que las aguas contenían cantidades muy pequeñas de compuestos de este elemento.
La Tierra pudo haber aprendido a convivir con el oxígeno mucho antes de llenarse de él
Uno de los resultados más importantes está relacionado con las cianobacterias, microorganismos capaces de liberar oxígeno mediante fotosíntesis. El equipo encontró que convivían con bacterias que aprovechaban ese oxígeno para oxidar hierro y con otros microorganismos adaptados a ambientes pobres en él. Esta combinación ofrece una posible explicación de cómo pudieron organizarse los ecosistemas durante la transición hacia una atmósfera oxigenada.
El ELSI ya había documentado mecanismos relacionados en el manantial Okuoku-hachikurou, donde las reacciones del hierro permiten estudiar procesos comparables a los que contribuyeron a formar antiguos depósitos minerales. La investigación no demuestra que estas bacterias sean idénticas a las que vivían hace 2.300 millones de años. Tampoco significa que los manantiales hayan permanecido inalterados desde entonces. Lo que ofrece es algo diferente: un laboratorio natural donde observar cómo distintas formas de vida pueden compartir recursos, reciclar elementos y sobrevivir cuando el oxígeno es escaso.
El hallazgo también resulta relevante para la astrobiología. Si existen entornos extraterrestres con agua, hierro disponible y fuentes de energía química, podrían plantearse estrategias metabólicas que no dependan de una atmósfera semejante a la terrestre. No demuestra que haya vida en Marte ni en las lunas heladas del sistema solar. Pero amplía las condiciones que los científicos pueden considerar al buscarla. Y deja una imagen fascinante: mientras la humanidad intenta reconstruir cómo era la Tierra antes de que el oxígeno transformara el planeta, algunos de los mejores lugares para investigarlo siguen burbujeando entre las montañas de Japón.
