Investigadores de Corea del Sur identificaron bajo la plataforma de hielo Larsen C una bacteria capaz de oxidar hierro sin depender de la luz solar. El descubrimiento, publicado en la revista Microbiome, ofrece una nueva explicación para las enormes acumulaciones minerales que se formaron durante las glaciaciones extremas de la Tierra.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo de científicos de Corea del Sur ha descubierto en sedimentos marinos de la Antártida una bacteria con capacidad para transformar hierro disuelto en una forma menos soluble, incluso en ambientes donde la luz solar y el oxígeno son muy limitados. El hallazgo ofrece nuevas pistas sobre el origen de enormes depósitos de hierro que se formaron hace cientos de millones de años, cuando extensas capas de hielo cubrían buena parte del planeta.
La investigación, publicada en octubre de 2026 en la revista científica Microbiome, fue encabezada por especialistas de la Universidad Yonsei, en colaboración con investigadores de otras instituciones surcoreanas. Mediante análisis de ADN ambiental y experimentos de laboratorio, el equipo identificó un microorganismo previamente desconocido y comprobó la actividad de una proteína relacionada con la oxidación del hierro.
El resultado cuestiona la idea de que las grandes acumulaciones antiguas de minerales de hierro dependieron exclusivamente de microorganismos fotosintéticos. Los científicos proponen que determinadas bacterias capaces de obtener energía mediante reacciones químicas también pudieron participar en la formación de estos depósitos, incluso bajo océanos cubiertos de hielo.
La hipótesis es especialmente relevante para comprender las denominadas formaciones de hierro bandeado, estructuras geológicas compuestas por capas alternas de minerales ricos en hierro y materiales silíceos que conservan información sobre la evolución química y biológica de la Tierra.
Una bacteria desconocida apareció bajo el hielo antártico
La investigación se concentró en sedimentos obtenidos cerca de la plataforma de hielo Larsen C, situada en el sector oriental de la península antártica, junto al mar de Weddell.
Las plataformas de hielo son extensiones flotantes de los glaciares continentales que permanecen conectadas con las masas de hielo terrestre. Bajo ellas pueden existir ambientes marinos con escasa iluminación y condiciones químicas muy diferentes de las observadas en aguas superficiales.
Estos lugares constituyen laboratorios naturales para estudiar microorganismos que sobreviven sin depender directamente de la fotosíntesis.
Los científicos identificaron una nueva línea de bacterias quimiolitótrofas, organismos que pueden aprovechar reacciones químicas de sustancias inorgánicas para obtener energía.
El microorganismo recibió provisionalmente el nombre de Candidatus Mariimomonas ferrooxydans.
La denominación refleja su relación con ambientes marinos y su capacidad potencial para oxidar hierro. Su identificación amplía el conocimiento sobre la diversidad microbiana de los sedimentos antárticos y sobre los procesos químicos que pueden mantenerse activos en condiciones de iluminación extremadamente limitada.
Un núcleo de sedimentos conservó miles de años de historia
Las muestras utilizadas en la investigación proceden de una expedición realizada en 2013 a bordo del rompehielos científico surcoreano Araon.
Durante aquella campaña se extrajo un núcleo de sedimentos de aproximadamente 2,4 metros de longitud, identificado como GC16B, a una profundidad de 324 metros bajo la superficie del mar, en las proximidades de Larsen C.
El material contiene un registro de cambios ambientales ocurridos durante aproximadamente 12.000 años, un período que comprende la transición desde las condiciones del final de la última glaciación hasta el Holoceno.
Los sedimentos marinos se acumulan progresivamente en el fondo oceánico y pueden conservar restos orgánicos, minerales y material genético procedente de comunidades microbianas.
Su estudio permite reconstruir cambios en las condiciones ambientales y en los organismos que habitaron determinados ecosistemas.
En este caso, los investigadores examinaron el ADN ambiental presente en diferentes niveles del núcleo sedimentario para identificar microorganismos y analizar cómo variaba la composición de las comunidades a lo largo del registro.
El material estudiado no tiene cientos de millones de años. Su importancia radica en que permite observar procesos actuales o geológicamente recientes que podrían servir como analogía de mecanismos desarrollados durante etapas mucho más antiguas de la historia terrestre.
El ADN ambiental permitió reconstruir comunidades microbianas
Para investigar los organismos presentes en las muestras, el equipo utilizó técnicas de metagenómica.
Este procedimiento permite analizar conjuntamente el material genético recuperado de una muestra ambiental, sin necesidad de cultivar individualmente todos los microorganismos que contiene.
A partir de las secuencias obtenidas, los investigadores reconstruyeron información genética de bacterias presentes en los sedimentos y examinaron sus posibles funciones metabólicas.
El análisis reveló comunidades adaptadas a condiciones anaerobias, es decir, ambientes donde el oxígeno molecular está ausente o resulta muy escaso.
También identificó microorganismos que ocupaban posiciones centrales dentro de las redes de interacción de esas comunidades.
Entre ellos apareció la nueva línea bacteriana asociada con la transformación del hierro.
Los científicos observaron además cambios alternantes en la abundancia relativa de dos grupos microbianos relacionados con estas bacterias.
Ese comportamiento llamó su atención porque las variaciones periódicas en los procesos químicos y biológicos podrían ayudar a explicar por qué algunos depósitos antiguos presentan capas minerales repetidas.
Sin embargo, encontrar patrones alternantes en sedimentos recientes no demuestra que el mismo proceso haya producido todas las formaciones de hierro bandeado conocidas.
Una proteína permitió comprobar la oxidación del hierro
Uno de los aspectos más importantes de la investigación fue que los científicos no se limitaron a identificar genes relacionados con el metabolismo del hierro.
También realizaron experimentos para comprobar si una proteína codificada por esos genes podía intervenir directamente en su transformación química.
En el genoma reconstruido de Candidatus Mariimomonas ferrooxydans, el equipo identificó un gen que codifica una proteína denominada Cyc2.
Esta proteína pertenece a un grupo de componentes celulares relacionados con la transferencia de electrones y se encuentra asociada con la membrana externa de determinadas bacterias.
Los investigadores introdujeron el gen cyc2 en la bacteria de laboratorio Escherichia coli para estudiar su funcionamiento.
Los experimentos mostraron que la proteína expresada podía favorecer la oxidación del hierro ferroso, conocido químicamente como hierro(II), y transformarlo en hierro férrico o hierro(III).
Esta reacción es relevante porque el hierro(III) suele presentar una solubilidad mucho menor en determinadas condiciones acuáticas, lo que facilita la formación de compuestos sólidos que pueden precipitar.
La acumulación de esos materiales, combinada con otros procesos sedimentarios, puede contribuir a la formación de depósitos minerales.
La comprobación experimental aporta una evidencia funcional que complementa los resultados obtenidos mediante el análisis genético.
Por qué las antiguas formaciones de hierro plantean un problema científico
Las formaciones de hierro bandeado constituyen algunos de los registros geológicos más importantes para estudiar los océanos primitivos.
Estas rocas presentan alternancias de capas ricas en hierro y sílice, que pueden conservarse durante períodos extraordinariamente largos.
Muchas se originaron durante etapas tempranas de la historia terrestre, cuando la atmósfera contenía mucho menos oxígeno que en la actualidad.
En aquellos océanos, el hierro disuelto podía acumularse en concentraciones elevadas debido a las condiciones químicas predominantes.
Una explicación tradicional sostiene que la actividad de microorganismos fotosintéticos favoreció la oxidación del hierro, permitiendo que este se transformara en minerales sólidos y terminara depositándose en el fondo marino.
El proceso se relaciona con la evolución de la fotosíntesis y con los cambios que experimentó la disponibilidad de oxígeno en el planeta.
Noticias de la Tierra ha abordado anteriormente cómo los microorganismos contribuyeron a la oxigenación de la atmósfera terrestre hace miles de millones de años, una transformación que también modificó la química del hierro oceánico.
Sin embargo, no todos los depósitos antiguos se formaron bajo las mismas condiciones ambientales.
Las acumulaciones asociadas con períodos de glaciación extrema representan un desafío particular para los modelos que dependen de la actividad fotosintética.
La Tierra Bola de Nieve pudo albergar procesos microbianos sin luz
Durante el período Criogénico, aproximadamente entre 720 y 635 millones de años atrás, la Tierra experimentó episodios de glaciación extraordinariamente intensos.
Estas etapas se conocen popularmente como Tierra Bola de Nieve porque los hielos pudieron extenderse hasta latitudes tropicales y cubrir grandes superficies oceánicas.
La extensión exacta del hielo, las condiciones de los océanos y la existencia de posibles áreas abiertas continúan siendo objeto de investigación.
Si amplias regiones marinas permanecieron cubiertas por capas gruesas de hielo, la cantidad de luz disponible para los organismos fotosintéticos pudo disminuir considerablemente.
Esto plantea una pregunta fundamental: ¿cómo pudieron formarse determinados depósitos ricos en hierro bajo condiciones que habrían limitado la fotosíntesis?
La nueva investigación propone una explicación alternativa basada en microorganismos capaces de aprovechar la energía de reacciones químicas, sin necesitar la luz solar como fuente directa.
Las bacterias quimiolitótrofas identificadas en los sedimentos antárticos ofrecen un ejemplo contemporáneo de ese tipo de metabolismo.
El hallazgo no demuestra que la misma especie existiera durante el Criogénico, pero sí proporciona evidencia de un mecanismo biológico que podría funcionar en ambientes semejantes desde el punto de vista de la disponibilidad de luz.
La Antártida funciona como un laboratorio para estudiar océanos antiguos
Las regiones situadas bajo plataformas de hielo presentan condiciones que permiten investigar aspectos de la vida microbiana difíciles de observar en ambientes marinos superficiales.
La ausencia de iluminación directa limita la producción primaria basada en la fotosíntesis y aumenta la importancia de otras fuentes de energía para determinados microorganismos.
Las reacciones entre minerales, compuestos disueltos y sustancias presentes en los sedimentos pueden sostener diferentes formas de metabolismo.
Esto convierte a los ambientes subglaciales en escenarios útiles para investigar cómo pudo mantenerse la vida durante etapas de enfriamiento extremo.
En Noticias de la Tierra se ha explicado que la meteorización química pudo continuar bajo las capas de hielo durante las grandes glaciaciones planetarias, modificando el ciclo del dióxido de carbono y la duración de esos episodios.
La nueva investigación aborda un mecanismo diferente, relacionado con el metabolismo microbiano y la transformación del hierro.
Ambos trabajos muestran que los ambientes cubiertos de hielo no deben considerarse necesariamente sistemas geológicos o biológicos inactivos.
Incluso con condiciones superficiales extremas, pueden continuar procesos químicos capaces de modificar los sedimentos y la composición de las aguas.
Las capas alternas podrían reflejar cambios en las comunidades bacterianas
Uno de los aspectos más interesantes del estudio es la relación propuesta entre la organización de las comunidades microbianas y la formación de estructuras sedimentarias repetitivas.
En las muestras antárticas, los investigadores encontraron variaciones en la presencia de determinados grupos de microorganismos asociados con el metabolismo del hierro.
Estas variaciones se produjeron en sedimentos que presentaban características comparables, en ciertos aspectos, con los depósitos de hierro bandeado.
Los autores plantean que cambios sucesivos en la actividad de diferentes comunidades podrían contribuir a generar alternancias en la acumulación de minerales.
El mecanismo es relevante porque las bandas características de numerosas formaciones antiguas requieren explicar no solamente la precipitación del hierro, sino también la repetición de capas con composiciones diferentes.
La actividad microbiana podría haber intervenido en algunos de esos ciclos.
Sin embargo, las estructuras sedimentarias también pueden depender de factores físicos y químicos, como cambios en el aporte de materiales, la circulación oceánica y las condiciones de precipitación mineral.
Por ello, los resultados deben interpretarse como una nueva hipótesis respaldada por observaciones microbiológicas y experimentales, no como una explicación definitiva de todos los depósitos bandeados.
El hierro conserva información sobre la evolución de los océanos
El hierro es un elemento especialmente útil para reconstruir ambientes antiguos porque sus diferentes estados de oxidación responden a las condiciones químicas del entorno.
En términos generales, la transformación entre hierro(II) y hierro(III) puede aportar información sobre procesos de oxidación y reducción.
Sin embargo, la presencia de determinados minerales no permite identificar automáticamente un único mecanismo responsable de su formación.
Una misma transformación química puede producirse mediante diferentes rutas, incluidas reacciones abióticas y procesos facilitados por microorganismos.
Esta distinción es importante porque los científicos utilizan las características de las rocas para reconstruir condiciones que existieron mucho antes de que comenzaran las observaciones humanas.
Un estudio publicado recientemente y recogido por Noticias de la Tierra mostró que el registro del hierro también refleja la formación de montañas, la meteorización continental y la expansión de las plantas terrestres, además de los cambios en la oxigenación del planeta.
La investigación surcoreana añade otra dimensión a esta interpretación: la posibilidad de que microorganismos no fotosintéticos hayan participado en la producción de minerales de hierro en determinados ambientes antiguos.
De esta manera, el registro geológico puede contener señales combinadas de procesos biológicos, químicos y físicos.
El descubrimiento también aporta pistas sobre la evolución de la vida
La capacidad de obtener energía mediante reacciones entre compuestos inorgánicos representa una estrategia metabólica fundamental para numerosos microorganismos.
En ambientes donde la luz solar no llega, estas rutas pueden sostener comunidades biológicas que dependen de sustancias químicas presentes en el agua o los sedimentos.
La identificación de una bacteria oxidante de hierro en un ambiente antártico poco iluminado muestra que estos procesos pueden funcionar en condiciones ambientales exigentes.
Los investigadores consideran que mecanismos semejantes podrían haber existido durante etapas muy antiguas de la historia terrestre.
La hipótesis incluye períodos anteriores a la expansión de la fotosíntesis productora de oxígeno, cuando la disponibilidad de diferentes sustancias químicas condicionaba las posibilidades metabólicas de los organismos.
No obstante, el estudio no establece cuándo apareció por primera vez este metabolismo ni demuestra que las bacterias identificadas desciendan directamente de organismos responsables de depósitos minerales antiguos.
Para reconstruir esa historia se necesitan comparaciones genómicas, análisis evolutivos y evidencias geológicas adicionales.
El principal avance consiste en demostrar experimentalmente que una proteína bacteriana asociada con un microorganismo antártico puede facilitar una reacción química relevante para la formación de minerales de hierro.
La investigación combinó microbiología, genética y geoquímica
El trabajo fue desarrollado por un equipo interdisciplinario de instituciones de Corea del Sur.
Entre los participantes se encuentran Jihyun F. Kim, Jaekyung Yoon, Boyoung Lee y Min-Jung Kwak, de la Universidad Yonsei.
También colaboraron Hwan Su Yoon, de la Universidad Sungkyunkwan; Kyu-Cheul Yoo, del Instituto Coreano de Investigación Polar; Chung Yeon Hwang, de la Universidad Nacional de Seúl; y Soon-Kyeong Kwon, de la Universidad Nacional de Gyeongsang.
La investigación combinó el estudio de comunidades microbianas con la reconstrucción de genomas y la validación experimental de una función metabólica.
Este enfoque permitió avanzar más allá de la identificación de secuencias genéticas que solamente sugerían una posible capacidad de oxidación del hierro.
Al expresar el gen correspondiente en un organismo de laboratorio, los científicos pudieron examinar directamente la actividad de la proteína Cyc2.
La combinación de evidencias genéticas y funcionales constituye una de las principales fortalezas del estudio.
Sin embargo, la actividad observada en condiciones experimentales no reproduce necesariamente todos los procesos que ocurren dentro de una comunidad microbiana natural.
La velocidad de transformación del hierro, su acumulación y la formación de minerales dependen también de las condiciones químicas del entorno.
Qué falta demostrar sobre el origen de los grandes depósitos minerales
Aunque los resultados ofrecen una explicación plausible para determinados procesos de oxidación del hierro, todavía existen interrogantes importantes.
En primer lugar, será necesario establecer hasta qué punto la actividad de microorganismos semejantes contribuye realmente a la acumulación de minerales en ambientes naturales.
También deberá investigarse qué condiciones permiten que el hierro oxidado precipite y permanezca almacenado durante períodos prolongados.
Otro desafío consiste en determinar si los patrones observados en sedimentos antárticos recientes pueden compararse de manera fiable con formaciones geológicas de cientos o miles de millones de años.
Las rocas antiguas han experimentado procesos de compactación, alteración química y, en algunos casos, metamorfismo, que pueden modificar sus características originales.
Por ello, identificar la participación de microorganismos específicos requiere combinar diferentes tipos de evidencia.
Los autores proponen que la oxidación microbiana del hierro sin dependencia directa de la fotosíntesis debe considerarse entre los mecanismos potenciales de formación de depósitos antiguos.
Esta propuesta no elimina otras explicaciones basadas en la actividad fotosintética, las reacciones químicas no biológicas o las condiciones oceanográficas.
Más bien amplía el conjunto de procesos que los geólogos deben evaluar al interpretar las formaciones de hierro bandeado.
Una nueva explicación para los océanos cubiertos de hielo
El descubrimiento de Candidatus Mariimomonas ferrooxydans aporta evidencia de que microorganismos adaptados a ambientes marinos con escasa luz pueden participar en la transformación del hierro.
La identificación de la proteína Cyc2 y la comprobación experimental de su actividad constituyen los resultados más concretos de la investigación.
La relevancia geológica surge al relacionar ese mecanismo con las condiciones que pudieron existir durante las grandes glaciaciones del Criogénico.
Si procesos semejantes funcionaron en los océanos antiguos, algunas acumulaciones de hierro podrían haberse formado mediante actividad microbiana incluso cuando las gruesas cubiertas de hielo limitaban la fotosíntesis.
Los investigadores no han demostrado que todas las grandes formaciones de hierro tengan este origen, pero sí han identificado una ruta biológica que merece incorporarse a las investigaciones sobre la evolución química de la Tierra.
El estudio también muestra el valor de los sedimentos antárticos como archivos de procesos biogeoquímicos que pueden ayudar a interpretar etapas mucho más antiguas del planeta.
La combinación de ADN ambiental, reconstrucción genómica y experimentos funcionales ofrece una herramienta para investigar cómo microorganismos aparentemente invisibles pudieron contribuir a la formación de algunas de las estructuras minerales más importantes de la historia geológica.
Fuentes referenciales:
Microbiome: Novel Antarctic chemolithotroph drives iron biomineralization
Universidad Yonsei: investigación sobre microorganismos antárticos y formación de depósitos de hierro
