Un tesoro de 135 millones de años
En el sur de Mendoza, en rocas de la Formación Vaca Muerta, un grupo de investigación argentino halló una estructura orgánica de apenas 2 micrones de espesor recubriendo las impresiones de amonoideos, un grupo extinto de moluscos. Pese al tiempo transcurrido, esta estructura sobrevivió y conservó tanto su flexibilidad como su composición original. Se trata del perióstraco, la capa externa orgánica que recubre la conchilla de los moluscos, y cuyo descubrimiento llena un vacío en el conocimiento que los libros mantenían hasta el momento sobre su preservación en el registro fósil.
En las profundidades de la Cuenca Neuquina, al pie de los Andes, un equipo de científicos argentinos logró un hito mundial: el descubrimiento y análisis del perióstraco de amonoideos del Cretácico Temprano. Se trata de una estructura orgánica de apenas 2 micrones de espesor (la milésima parte de un milímetro) que, contra toda la teoría existente hasta ahora, sobrevivió 135 millones de años preservando su flexibilidad y composición química original. El hallazgo fue publicado en la revista Communications Biology.
La historia comenzó en enero de 2020. Luciana Marin, estudiante de doctorado del departamento de Ciencias Geológicas de Exactas UBA y becaria del CONICET en el Instituto de Estudios Andinos (IDEAN), realizaba su primera campaña de campo cuando encontró ejemplares de Bochianites neocomiensis (amonoideos de conchilla recta) y Lissonia riveroi (amonoideos de conchilla enroscada) en la Formación Vaca Muerta.
Lo que capturó la atención del equipo fue algo inaudito: al abrir las lajas de roca, se desprendía una finísima película de color ámbar o marrón rojizo. Según relata Beatriz Aguirre-Urreta, paleontóloga directora del estudio, investigadora del CONICET y profesora emérita de Exactas UBA, «al sacarlos se desprende como una película muy finita que se volaba». Esa sustancia, que parecía un simple residuo, resultó ser el perióstraco.
Lo que capturó la atención del equipo fue algo inaudito: al abrir las lajas de roca, se desprendía una finísima película de color ámbar o marrón rojizo.
Para entender la magnitud del hallazgo, los científicos explican que el perióstraco es como la «cobertura» o el «barniz protector» de la conchilla de los moluscos. Su función es proteger el carbonato de calcio de la abrasión y la disolución química del agua de mar. Normalmente, esta capa orgánica se descompone rápidamente tras la muerte del animal, dejando solo la parte dura o calcárea. En este caso, ocurrió lo contrario: la conchilla desapareció y quedó la «cobertura» orgánica original.
Una olla a presión
Que esta estructura haya sobrevivido 135 millones de años se debe a lo que los científicos llaman una «ventana tafonómica», una suerte de cápsula del tiempo, hasta este hallazgo, improbable. El paleontólogo Darío Lazo, también investigador del CONICET y profesor del Departamento de Ciencias Geológicas de Exactas UBA, señala que es una «preservación excepcional». Los restos quedaron enterrados en un fondo marino profundo y muy calmo, con muy poco oxígeno, lo que detuvo la degradación aeróbica.
“Además de poco oxígeno también hubo pocos movimientos, las muestras estuvieron en ambientes calmos –completa Marina Lescano, investigadora del CONICET-. El hecho de que hayamos hallado nanofósiles calcáreos preservados, que son organismos muy muy pequeñitos y articulados, muestra que el movimiento de la masa de agua debió haber sido casi nulo”.
A lo largo de millones de años, estos restos estuvieron sometidos a la diagénesis, el conjunto de procesos físicos y químicos que afectan a los organismos una vez enterrados en los sedimentos. Al quedar sepultados a gran profundidad —cerca de dos mil metros—, el aumento de temperatura y presión suele alterar o destruir cualquier rastro de materia orgánica. Sin embargo, mediante un trabajo interdisciplinario que incluyó a investigadores e investigadoras de diferentes instituciones (ver recuadro), se demostró que parte de la composición química original logró preservarse.
Uno de los detalles más fascinantes fue el hallazgo de los “fósiles fantasma”.
Uno de los detalles más fascinantes fue el hallazgo de los “fósiles fantasma”. Según explican los investigadores e investigadoras, se trata de improntas nanoscópicas de algas calcáreas llamadas Watznaueria fossacincta que quedaron grabadas en el perióstraco. Marina Lescano compara este fenómeno con «pisadas en el barro fresco»: los microorganismos se apoyaron sobre la membrana cuando la misma era flexible y blanda, dejando un sello perfecto que confirma su plasticidad original.
Para probar que esto era materia orgánica y no un reemplazo mineral, el equipo usó técnicas como la espectroscopía Raman y FTIR-ATR. Estas herramientas funcionan como un «escáner de composición» que identifica la huella dactilar química de los materiales.
Los resultados revelaron que el perióstraco de estos amonoideos contiene proteínas, lípidos (grasas) y polisacáridos como la quitina. Beatriz Aguirre-Urreta destaca la importancia de este dato: es la primera vez a nivel mundial que se describe la composición química original del perióstraco en este grupo extinto.
(De izq. a der.) Darío Lazo, Beatriz Aguirre-Urreta, Maisa Tunik, María Ana Castro, Marina Lescano y Luciana Marin. Foto: Diana Martinez Llaser
Esto tiene una consecuencia fundamental para la biología: demuestra que esa estructura ha sido muy exitosa. ¿Qué nos dice el hallazgo acerca de los moluscos actuales? Que en un grupo con una historia evolutiva de más de 500 millones de años, el perióstraco, prácticamente, no cambió. Como afirma Aguirre-Urreta, es un grupo «sumamente conservativo»: la evolución encontró un diseño perfecto y no necesitó modificarlo desde el Mesozoico hasta hoy.
Investigaciones a futuro
El descubrimiento no es un punto final, sino el inicio de nuevas investigaciones científicas. Una de ellas se relaciona con la proteómica. El equipo busca identificar los aminoácidos específicos que permitan identificar que tipos de proteínas estaban presentes. No obstante, esto podría implicar un fuerte riesgo de contaminación. «Si da colágeno, podía ser colágeno humano» por tocar la muestra con los dedos, advierten los científicos.
Otra línea de investigación se centrará en el análisis de residuos orgánicos para caracterizar qué tipo de pigmentos tenían las muestras halladas, como por ejemplo melaninas o carotenos. El objetivo es realizar reconstrucciones con base científica y no meramente artística, para saber por primera vez qué color tenía la conchilla de estos animales.
De manera que a través del análisis de los residuos que pueden haber quedado, los investigadores argentinos quieren comprobar si es factible caracterizar qué tipo de pigmentos tenían las muestras encontradas.
Es la primera vez a nivel mundial que se describe la composición química original del perióstraco en este grupo extinto.
En el caso de los dinosaurios, por ejemplos, los pigmentos son una característica que se analiza mucho, por ejemplo, en referencia a las plumas, para saber si contienen melaninas, porfirinas o carotenos. “Es decir que los dinosaurios ahora deberían estar coloreados con base científica, no con base solo artística”, comenta Darío Lazo. ¿Es posible saber qué color tenían los amonoideos por fuera? Sí. Y esto a partir solo de la película descubierta, el perióstraco.
Dado que estas rocas estuvieron sometidas a gran presión y temperatura, también analizar si el color de estas muestras orgánicas puede servir como un indicador del grado de «cocción» de las rocas, un dato clave para la geología aplicada y la industria petrolera. Cuando las rocas están enterradas en profundidad, se hallan sometidas a mucha presión y temperatura y entonces es posible calcular el grado de madurez termal de la roca en base al color que tenían estas muestras.
Hacer ciencia desde la Argentina
A pesar de la relevancia mundial del hallazgo, el equipo enfrentó obstáculos que van más allá de lo puramente científico. Beatriz Aguirre-Urreta introduce un concepto punzante: el «techo de cristal norte-sur». Según su experiencia, esta barrera es «imbatible» y marca una diferencia de trato y posibilidades injusta entre los científicos de países desarrollados y los del hemisferio sur.
Aguirre-Urreta da un ejemplo más que gráfico: “En una comisión de la Unión Internacional de Ciencias Geológicas somos 17 personas, por ejemplo. Yo soy la única del hemisferio sur. Es increíble. Y con la riqueza geológica que tenemos. Pero la separación norte/sur es muy difícil de romper”.
La economía también fue un factor crítico. Para publicar en revistas de prestigio y “acceso abierto” (donde cualquiera puede leer el artículo pero los autores deben pagar), el equipo enfrentaba un cargo de aproximadamente 4.500 dólares. Gracias a intensas gestiones administrativas y cartas de las autoridades de Exactas UBA certificando que los investigadores “no tenían fondos”, lograron que la editorial les eximiera del pago.
«Las ganas las tenemos, no tenemos un peso, pero vamos a seguir peleando», acuerda en conjunto el equipo de investigación, reafirmando que, a pesar de las dificultades y la falta de recursos, la ciencia argentina puede liderar descubrimientos que obligarán a reescribir los libros de texto universitarios en todo el mundo. El capítulo de los amonoideos tendrá que incluir un apartado de perióstraco que hasta ahora no poseía.
Equipo completo
Además de Beatriz Aguirre Urreta, Darío Lazo, Luciana Marin y Marina Lescano, también formaron parte del trabajo y son firmantes del paper publicado en Communications Biology: Maisa Tunik y Martín Rogel (Universidad Nacional de Río Negro e investigadores del CONICET en el Instituto de Investigación en Paleobiología y Geología de General Roca); María Ana Castro, (Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía, UBA – CONICET); Verónica Vennari, (Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional San Rafael, Mendoza, también investigadora del CONICET en el Instituto de Evolución, Ecología Histórica y Ambiente (IDEVEA) de San Rafael); Antonio Checa y Christian Grenier, miembros de los Departamentos de Estratigrafía y Paleontología de la Universidad de Granada (España).
