Las cuevas. Nidos repletos de vida

Las cuevas
NIDOS REPLETOS DE VIDA

La RAE define cueva como “Cavidad subterránea más o menos extensa, ya natural, ya construida artificialmente”. Término, que a grosso modo, la grandísima parte de la gente domina y tiene interiorizado; pero es en los matices donde realmente se marca la diferencia. Las cuevas se caracterizan por ser hábitats de condiciones extremas, niveles de oxígeno bajísimos y en ocasiones prácticamente ausentes, alta humedad, temperaturas muy por debajo de la fisiológica, oscuridad plena y absoluta, nutrientes en proporciones indistinguibles, y así podría seguir relatando.

Realmente las cuevas son lugares no planificados e ideados para la existencia del hombre. Pero a pesar de esto último, las cuevas son una de las dianas de mayor demanda entre el turismo y otros campos. Y ello puede presentar repercusiones irreversibles sobre estas estructuras. Es por ello, que en esta entrada que presento, realizaré una breve descripción de las condiciones y otras características que conciernen al estatus de las cuevas actualmente, basándome principalmente en lo graficado y estudiado por Nahdhoit Ahamada Rachid y Nihal Doğruöz Güngör en su reciente publicacion en la International Journal of Life Sciences and Biotechnology.

Factores bióticas y abióticas en cuevas, se encuentran intrínsecamente conectados. Por ejemplo, las cuevas en su grandísima mayoría se forman a partir de la disolución de rocas calcáreas y de tubos de lava, por lo que podríamos decir, que originalmente la cueva presentaba una composición química y morfología concreta. Pero con el paso del tiempo, por medio mecanismos, se puede dar a lugar a la formación de depósitos de minerales secundarios, no originales de la cueva. Estos depósitos son lo que se denominan como espeleotemas (Como las famosas estalactitas). Existen multitud de tipos de espeleotemas, con composición mineral aun mas variopinta. Pero se ha visto que en su proceso de formación todos estos depósitos presentan una constante que se repite, que es la actuación biótica.

Siempre se había pensado que los mecanismos y procesos de formación de espeleotemas se ceñían a lo abiótico, pero con la explosión de la biología molecular de estos últimos tiempos, se ha comprobado que no era cierto. Es que realmente las cuevas, debido a sus condiciones tan específicas y meticulosas, acondicionan de forma idónea y específica la proliferación de infinidad de organismos endémicos. Son estos organismos los responsables de dar lugar a estos depósitos de minerales, que son las que realmente caracterizan y diversifican las cuevas.

Estos organismos que forman las espeleotemas son bacterias del filo Proteobacteria o Actinobacteria, de las cuales se han identificado unas pocas especies como Pseudomonas sp, Streptomyces etc. El ciclo de vida de estas bacterias, está acoplado con diferentes procesos que posibilitan la precipitación de carbonatos, variando el pH del medio mediante su metabolismo. Concretamente, estos, absorben Ca²⁺ y materia orgánica nitrogenada para la obtención de energía, y secretan como productos CO₂ y NH₄⁺, y todo ello desemboca en una subida del pH, favoreciendo así la precipitación de carbonatos y por consiguiente la formación de espeleotemas.

Otro ejemplo puede ser aquellas bacterias, como Thiobacillus spp, que son capaces de oxidar H₂S a sulfatos, una de las sustancias más importantes para la formación de espeleotemas.

Es decir, recolectando estos dos ejemplos planteados, se puede sacar la conclusión de que efectivamente, factores bióticos resultan indispensables para factores abióticos. Pero la pregunta es, y la actividad humana sobre cuevas, ¿Qué consecuencias puede provocar? O mejor dicho, provoca.

La desmesurada presencia humana sobre estas edificaciones de la naturaleza induce multitud de efectos dañinos para las mismas y para sus habitantes microscópicos. Un efecto de la presencia humana ha sido un crecimiento exponencial de CO₂ en estas cuevas visitadas, teniendo en cuenta que tienen una población de murciélagos limitada. Esta alta [CO₂] inhibe la deposición de minerales, y un decrecimiento en la concentración de minerales hace que aquellas bacterias que se nutrían de los mismos, queden desprovistas de todo nutriente, y por ende, acaban pereciendo. Si estos organismos, que son los responsables de la formación espeleotemas, mueren, no se formarán nuevos depósitos. Es decir, la cueva moriría tanto biótica como abióticamente

Otro caso puede ser el de las cuevas de Altamira, donde su humedad se ha visto reducida un 15%. Esto puede parecer un leve cambio, pero esto contribuye a que los sedimentos y superficies de la cueva se sequen, siendo la humedad uno de los factores de mayor importancia para la biodiversidad.

Estos tan solo son unos pocos ejemplos, entro los innumerables efectos derivados de la actividad humana en cuevas.

Se han tomado medidas al respecto y algunos países han establecido normativas y obligaciones.

Únicamente mostrar al lector estos hechos que suceden a día de hoy, y recalcar, que las cuevas resultan de vital importancia para le entendimiento del mundo en el que vivimos, ya que esconden una cantidad inimaginable de conocimiento que podría marcar un posible futuro.

Bibliografía:

Doğruöz, N., Ahamada, N. 2021. Human activities’ impacts on cave microbial diversity: perspectives for cave microbial diversity conservation. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 4: 2-2.

Eric, M.A., Andrew S.B. 2014. Microbial diversity and activity in caves. Microbiology Australia, 35: 192-194.

Barton, H. A., Jurado, V. 2007. What's up down there? Microbial diversity in caves. Digital.CSIC, Microbe 2: 132-138.

La historia conservada en resina

El ámbar, la resina fosilizada, es un material conocido y utilizado por la humanidad desde la Prehistoria. Se le han dado usos de todo tipo (electricidad estática, joyería, medicina, etc) Pero la propiedad del ámbar de la que tratará esta entrada será una de las que más importancia científica tiene: la conservación de seres vivos atrapados para su posterior estudio, pues proporcionan una valiosa información paleontológica. El proceso es muy sencillo: La pegajosa y viscosa resina del árbol atrapa pequeños animales, plantas, hongos, microorganismos o partes de los mismos (semillas, granos de polen, hojas, esporas, etc); y posteriormente, tras el proceso de fosilización, el ámbar ya está formado, conteniendo en su interior los restos biológicos.

En la famosa y aclamada película Jurassic Park (1993), se “resucita” a los dinosaurios recuperando sus genomas de la sangre de mosquitos que los picaron atrapados en ámbar.

Obviamente, esto se ha comprobado que es imposible, debido a que la velocidad de descomposición de una macromolécula como el ADN no la hace permanecer intacta el tiempo suficiente como para que resista decenas de millones de años, según un estudio publicado en la revista Nature (Allentoft, M. E. et al., 2012).

Los seres vivos atrapados y conservados en el ámbar han servido para incrementar enormemente cómo eran y vivían en el pasado, permitiendo hacer reconstrucciones más fieles y precisas de sus morfologías corporales que con restos óseos. También queda patente lo último que hicieron en vida, antes de ser atrapados por la resina.

Paleoetología de insectos conservados en ámbar: Wathondara kotejai

Un ejemplo actual destacado es un estudio sobre insectos escama (superfamilia Coccoidea, pertenecientes al orden Hemiptera) encontrados en ámbar del norte de Myanmar, que determina que el cuidado de larvas en insectos ya estaba establecido en el Cretácico (Wang, B., Tappler, T., et al., 2015), aun cuando la evidencia fósil del mismo en insectos es rara, al ser un comportamiento efímero en la vida de estos animales.

El estudio consistió en el análisis e interpretación de los insectos encontrados en ámbar, que data del Cretácico (Cruickshank and Ko, 2003; Ross et al., 2010; Shi et al., 2012) de Myanmar. Se podía distinguir un ejemplar adulto hembra de Wathondara kotejai con huevos, además de ninfas en su primer estadio.

Figura 1: Hembra de Wathondara kotejai hallada en ámbar. Se distinguen los huevos y otro pequeño insecto que también quedó atrapado en el ámbar. La barra de escala equivale a 1 mm, excepto en la figura 1D, cuyo valor es 0.1 mm.

  

Figura 2: el mismo ejemplar de Wathondara kotejai, con más detalle del cuerpo (dividido en 9 pares de lóbulos de cera protectora) y las antenas, además de los huevos y las ninfas. La barra de escala equivale a 1 mm excepto en la figura 2C, cuyo valor es 0.25 mm.

Figura 3: Clado de Coccoidea mostrando también a Aphidomorpha, sus parientes más cercanos. Las divergencias filogenéticas de las familias mostradas no están aún del todo esclarecidas.

La importancia de este estudio arroja nueva luz sobre la evolución de los Coccoideos y de la evolución del cuidado de larvas en insectos. Wathondara kotejai posee 9 pares de lóbulos de cera que protegen los huevos y las ninfas.

Las ninfas permanecen en sus primeros estadios de vida protegidas por la capa de cera, luego salen por huecos en dicha capa, para buscar lugares adecuados para alimentarse. Esto es considerado una manera primitiva de cuidar larvas, siendo Wathondara kotejai la evidencia más antigua en insectos de dicho cuidado.

 

Primer escarabajo (Coleoptera) en ámbar de España

En España hay yacimientos de ámbar bastante destacados, por lo que era cuestión de tiempo que se produjese algún descubrimiento. Un hallazgo reciente es una nueva especie del orden Coleoptera (nueva tribu Mediumiugamiini, familia Mordellidae) atrapado en ámbar que fue encontrado en el destacado yacimiento de Peñacerrada (Burgos). Fue bautizado como Mediumiuga sinespinis (Ruzzier, E.; Peris, D., 2013), el primer coleóptero atrapado en ámbar descrito en España. Data del Albiense (Cretácico inferior, 100-112 millones de años), cuando España era una isla en una microplaca que colisionaría con el resto de Europa en la Orogenia Alpina cenozoica.

Solo en España todavía quedan montones de piezas de ámbar con animales atrapados sin estudiar y sin clasificar, por lo que la lista de nuevas especies aumenta cada año, incrementando la biodiversidad de la Península Ibérica.

Figura 4: Mediumiuga sinespinis atrapado en el ámbar de Peñacerrada. También puede observarse un mosquito en la imagen de la izquierda. A la derecha, un dibujo más detallado del coleóptero descrito.

Microorganismos 

Generalmente, al estudiar la fauna atrapada en el ámbar, suelen estudiarse artrópodos, pero el ámbar también puede capturar seres unicelulares. Bacterias, hifas de micelio de hongos, esporas, protistas, etc; atrapados en ámbar han sido menos estudiados hasta ahora.

Un estudio comparado hecho en Francia (Breton, G. 2007), con ámbar de dos yacimientos; uno del Ypresiense (55 millones de años) en Écommoy (medio parálico), y otro del Cenomaniense (99-93 millones de años) en Les Corbières (medio somero); se centraba en la bioacuminación de microorganismos hallados en ambos yacimientos de ámbar. Cianobacterias, euglenas, diatomeas, amebas y algas filamentosas en Écommoy, mientras que en el ámbar de Les Corbiéres había bacterias, hongos, protistas e incluso gametos.

Figuras 5.1 a 5.6: Imágenes de microorganismos atrapados en ámbar.

Barras de escala: 5 mm (5.1), 20 µm (5.2, 5.4 y 5.5) y 50 µm (5.3 y 5.6)

Breve conclusión

El ámbar es uno de los mejores proveedores de información paleontológica en la actualidad, pudiendo contener una gran variedad de seres vivos atrapados en su interior (insectos, arácnidos, hojas de plantas, semillas, polen, esporas, microorganismos)… que nos dan una información valiosa sobre la vida del pasado. Son como cápsulas del tiempo que han llegado hasta hoy, selladas en la resina.

Referencias

Wang, B., Tappler, T., et al., Brood care in a 100-million-year-old scale insect. eLife http://elifesciences.org/lookup/doi/10.7554/eLife.05447.001 (2015)

Peris, D.; Ruzzier, E., A new tribe, new genus, and new species of Mordellidae (Coleoptera: Tenebrionoidea) from the Early Cretaceous amber of Spain. Cretaceous Research (2013)

Allentoft, M. E. et al., The half-life of DNA in bone: measuring decay kinetics in 158 dated fossils. Proc. R. Soc. B http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2012.1745 (2012).

Shi, G. et.al., Age constraint on Burmese amber base don U-Pb dating of zircons, Cretaceous Research (2012) 

Ross, A., et al., Chapter 12. Burmese Amber. Siri Scientific Press (2010)

Breton, G. Bio-accumulation of micro-organisms in amber: compared analysis of a Cenomanian and a Sparnacian amber, and their algal and bacterial mats. Comptes Rendus Palevol 6 (2007)

Cruickshank, RD; Ko, K., Geology of an amber locality in the Hukawng Valley, northern Myanmar, Journal of Asian Earth Sciences (2003)