Píldoras: Experimentos con el hierro

En este programa hemos jugado con el hierro, un componente fundamental para nuestro organismo que es responsable del transporte de oxígeno a las células de nuestro cuerpo, aunque sólo tengamos unos 4 gramos. Pero eso no es todo. El hierro ha estado y está muy ligado a la vida.

El hierro de nuestros edificios y barcos proviene de una época muy remota, entre 3.500 y 2.500 millones de años atrás. Entonces, el oxígeno producido por las primeras bacterias fotosintéticas no acababa en la atmósfera, sino en los océanos. Allí reaccionaba con las grandes cantidades de hierro disueltas formando enormes acúmulos de óxido de hierro en el fondo marino: son las llamadas formaciones de hierro bandeado. Es en estos lugares donde obtenemos el hierro que necesitamos para edificar y mantener nuestra civilización.

La vida en hierro


Para descubrir las formaciones de hierro más antiguas debemos viajar hasta Isua, en Groenlandia. En esa helada región encontramos la evidencia más antigua de la existencia de oxígeno libre sobre la Tierra. Y no sólo eso. Tras analizar químicamente las rocas de Isua se ha descubierto una cantidad de carbono anormal. El carbono es el elemento químico que sirve de armazón para construir los seres vivos y para muchos el nivel de carbono en las rocas de Isua son prueba de que existía vida, a la vez que oxígeno, hace 3.800 millones de años.

Pero no hace falta irnos muy lejos para descubrir otra peculiaridad respecto al hierro. Basta con acercarnos al río Tinto, en Huelva. En los años 80 se puso en marcha un proyecto de investigación europeo en biominería para estudiar el uso de microorganismos lixiviadores para extraer metales. De este modo comenzó el estudio sistemático de la ecología microbiana del río Tinto. La idea de los científicos cuando comenzaron a trabajar era que la acidez de las aguas -causada por los sulfatos- y su alto contenido en hierro -que da al río su color y su nombre- eran debidos a la intensa e ininterrumpida explotación minera desde hace 5.000 años. No es de extrañar: la Faja Pirítica Ibérica, producto del choque de dos continentes, es una de las zonas más ricas en metales del mundo. Lo que hace a esta zona de Huelva un lugar especial en el mundo no es la existencia de aguas ácidas (los fenicios llamaban al río Urbero, el que quema) y su elevada concentración de metales pesados, esencialmente el hierro -hasta 20 gramos por litro-. Lo que lo hace único es que son 100 kilómetros de aguas ácidas. Lo atípico es el tamaño.

La sorpresa que guarda el río en su interior era doble. Por un lado, la "contaminación" no era producto de la actividad industrial sino de la propia vida. La segunda sorpresa fue que en semejante ambiente extremo no sólo se encuentran las clásicas bacterias "comepiedras" Leptospirillum spp., Acidithiobacillus ferrooxidans y Acidiphilium spp., que constituyen sólo el 1% de la diversidad biológica del río. El 65% de la biomasa del río la compone un alga fotosintética, algo que nadie se esperaba encontrar. Estos organismos eucariotas (células con núcleo) se encuentran también en otros ambientes cercanos y neutros como el Guadiana o el Guadalquivir. ¿Por qué están en el río Tinto? ¿Qué ventaja puede tener para su supervivencia vivir ahí? Nadie lo sabe, aunque se piensa que en el río debe haber un componente apetecible, el hierro. Debemos recordar que los seres vivos nos pegamos por el hierro. Los patógenos, por ejemplo, buscan el hierro de nuestros cuerpos.

Ya tenemos en juego el sustrato de todo lo que sucede en el río. En el subsuelo se encuentran grandes cantidades de pirita, mineral compuesto principalmente por azufre y hierro. Hace 30 a 40 millones de años se instalaron allí bacterias que para obtener la energía necesaria para vivir no necesitan ni la luz solar ni alimentarse de otros organismos: son quimilótrofos, les basta con oxidar compuestos inorgánicos formados por azufre y hierro. Así, al oxidarse el hierro de la pirita por los microorganismos se genera ión férrico que, disuelto, da el color rojizo al río. Al liberarse el átomo del hierro, el azufre quede libre y reacciona con el oxígeno del aire catalizado por los microorganismos, que acidifica el río. Esto tiene un efecto amplificador, pues el agua ácida facilita que el hierro se disuelva. Nos encontramos con un sistema gobernado por el hierro, en el que mientras unos microorganismos lo oxidan otros lo reducen. El ciclo se mantiene así desde hace más de 30 millones de años, aunque posiblemente el metabolismo que lo sustenta sea de los más antiguos de la Tierra.

Además, el descubrimiento de minerales de hierro, como la jarosita, en Marte ha hecho que la NASA pusiera sus ojos en este paisaje natural protegido de la provincia de Huelva. La jarosita es un sulfato de hierro que se crea en condiciones ácidas, lo que implica que en el Tinto se produce una mineralogía muy parecida a la de Marte.

Etiquetas: cienciaquímica

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