CUATRO CIÉNEGAS: EL OMBLIGO DEL PLANETA
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Cuatro Ciénegas pasó de estar en la costa de Pangea a ser el sitio donde nació el Atlántico, formó parte de un mar interior por donde pasó el tsunami provocado por el meteorito que mató a los dinosaurios, hasta que finalmente se aisló del mar. En la era de los mamíferos, el Cenozoico, Cuatro Ciénegas se convirtió en un valle en forma de mariposa.

Valeria Souza

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HISTORIAS QUE CUENTAN LAS ROCAS

EL LUGAR DONDE NACIÓ EL ATLÁNTICO

Encontremos primero a Cuatro Ciénegas, su contexto geográfico es muy relevante. Vamos hacia afuera, al espacio, como si fuéramos un viajero galáctico o un astronauta de la estación espacial, para que podamos ver a la Tierra como se ve desde Google Earth. Al encontrar a México, largo con sus dos penínsulas, nos damos cuenta de que es un país extraordinariamente bello que danza entre dos mares. Parece un guerrero en movimiento, danza y ora al mismo tiempo: Baja California es un largo brazo, siendo su codo Tijuana y su hombro Chihuahua. Baila agachando su cabeza, la cual es Coahuila, y mira hacia el amanecer en el Golfo de México. Ya sé, mi imaginación es tremenda, pero sígueme el juego, querido lector. Ahora piensa que Yucatán tiene la forma de la rodilla del guerrero en una postura entre danza y oración, la Sierra Madre Occidental sería su columna vertebral y Nayarit-Jalisco, el codo del otro brazo que se extiende en el eje volcánico. ¿Lo ves? Dibújalo con tu imaginación. La Sierra Madre Oriental y la del Sur forman los pliegues de su traje. Cuatro Ciénegas se encuentra cerca del cuello, en el Norte, como si fuera un broche en forma de mariposa que amarra la túnica de nuestro guerrero.

Si viajamos en el tiempo, hace 235 millones de años, y buscamos al guerrero, sorpresivamente no lo encontraríamos. Al final de la gran extinción del Pérmico había un único mar llamado Panthalassa el cual rodeaba a Pangea, el primer supercontinente. En el centro de la costa oeste de Pangea estaba la Isla de Coahuila y lo que eventualmente se transformaría en Cuatro Ciénegas. Tan solo 35 millones de años después, o sea hace 200 millones de años, el supercontinente se rompió justo donde se encuentra Cuatro Ciénegas, separando el hemisferio norte del sur. La ubicación tan importante que tuvo durante este suceso marcó su destino para siempre.

Hace 200 millones de años, el supercontinente se rompió justo donde se encuentra Cuatro Ciénegas, separando el hemisferio norte del sur. La ubicación tan importante que tuvo durante este suceso marcó su destino para siempre.

De alguna manera el embrión marino del Atlántico surgió con la ruptura, dejando su huella fósil en las conchas de los moluscos del Jurásico, los cuales eran de sulfato de calcio, yeso, en lugar de carbonato de calcio, el mineral más abundante en el mar. La ruptura de Pangea inició una revolución tectónica, donde las masas de granito que forman el corazón de cada continente, llamadas cratones continentales, se reacomodaron como fichas en un juego de dominó. Durante este proceso se liberaron enormes cantidades de azufre al mar, haciendo que el sulfato de calcio, compuesto por azufre, oxígeno y calcio, se volviera el material para reinventar la vida después de la extinción masiva del Pérmico.

Al romperse Pangea, Coahuila estaba a nivel del ecuador y todo el hemisferio norte se empezó a mover hacia arriba. El cratón de Norte América se llama Laurentia, es hoy en día el corazón que forma las grandes planicies del continente. Este se dirigió al norte. Por su parte, los pequeños cratones que forman Europa se desplazaron hacia el este, abriéndole espacio al Atlántico Norte. Los cratones que forman el corazón de China y Siberia siguieron su camino hacia el este y al norte, respectivamente. Cien millones de años después, entrado ya el periodo Cretácico, se rompió la masa del hemisferio sur. Continuando la cordillera del Atlántico se separó la Amazonia, y los cratones de Sudamérica, del corazón del oeste donde permanecieron África y el Congo. Las llamas y los camellos se diversificaron en ambos lados de este nuevo mar en crecimiento. Eventualmente nacería el Mediterráneo, India chocaría con China y la Antártida se iría al extremo sur al separarse de Australia.

© Deep Time Maps / Colorado Plateau Geosystems

Durante el Jurásico, hace 200 a 144 millones de años, se formaron las dunas de yeso de Cuatro Ciénegas. Apenas estaban naciendo las Rocallosas en Alaska y los dinosaurios eran pequeños. Para el final del Cretácico, hace 80 millones de años, lo que hoy es México estaba tomando forma en la costa del Pacifico donde se levantó la Sierra Madre Occidental como parte sur de las Rocallosas. En ese entonces los dinosaurios dominaban la cadena alimenticia. La Sierra de San Marcos y Pinos, nuestra montaña especial, se levantó del fondo marino y Cuatro Ciénegas pasó a ser parte de un mar interior que conectaba el Atlántico con el centro de Canadá. 

De hecho, cuando cayó el meteorito que mató a los dinosaurios hace 66.4 millones de años, fue tal el impacto que un tsunami pasó desde lo que ahora es la rodilla de nuestro guerrero que danza, la península de Yucatán, hasta el estado de Montana, en el Norte de Estados Unidos donde se encontraba entonces la orilla de ese mar interior. El tsunami dejó dinosaurios, peces, helechos gigantes y árboles ancestrales apilados en un gran cementerio que marcó el final de la era de los dinosaurios, el Mesozoico, para iniciar otra, el Cenozoico, la era de los mamíferos. El meteorito formó el cráter de Chicxulub , marcado por una media luna de cenotes en la superficie, e inició la formación del proto-Golfo de México, levantó también la península y provocó el nacimiento de la Sierra Madre Oriental hace 23 millones de años. Los pliegues del manto de nuestro guerrero fueron definiéndose hasta finalmente aislar a Cuatro Ciénegas del mar del que había formado parte hasta entonces.

Los “brazos” de nuestro guerrero danzante se formaron después, hace doce millones de años, cuando se empezó a separar Baja California del resto de México. Con el choque de las placas de Chortis y Cocos se formó el codo del segundo “brazo”, hoy Jalisco-Nayarit. Ese brazo que parece doblado, la Sierra Transversal Neo-Volcánica, fue la más reciente adquisición de nuestro guerrero danzante y se formó hace cinco a dos millones de años. En ella tenemos más de 300 volcanes, los más espectaculares se pueden ver desde Puebla, la Ciudad de México y Jalapa. Siendo la Sierra muy reciente es de entenderse que siga activa: El Xitle, por ejemplo, sepultó la pirámide de Cuicuilco hace aproximadamente 2000 años y el Popocatépetl aún nos da sustos de vez en cuando.

UN VALLE EN FORMA DE MARIPOSA

Como puedes ver, querido lector, conforme se moldeaba la superficie de la Tierra, Cuatro Ciénegas tuvo ubicaciones muy relevantes: pasó de estar en la costa de Pangea a ser el sitio donde nació el Atlántico, formó parte de un mar interior por donde pasó el tsunami provocado por el meteorito que mató a los dinosaurios, hasta que finalmente se aisló del mar. En la era de los mamíferos, el Cenozoico, Cuatro Ciénegas se convirtió en un valle en forma de mariposa. Se formó al levantarse las sierras que lo rodean, junto con todo el altiplano central. 

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◑| «Fractales geometría sagrada en movimientos tectónicos imperceptibles.» / David Jaramillo

La montaña especial al centro del valle, el cuerpo de la mariposa, ya estaba ahí y se mantuvo en pie, imperturbable. San Marcos y Pinos conoció a los dinosaurios del Cretácico, vio acomodarse a los continentes y al mar cambiar de color. Por diversas razones creemos que los sedimentos de sus entrañas pueden haber almacenado al mar desde su inicio. Esta montaña tan particular, esta flecha que se dirige al Norte, aparenta ser la cicatriz del nacimiento de la vida, el equivalente magmático de nuestro ombligo.

Esta montaña tan particular, esta flecha que se dirige al Norte, aparenta ser la cicatriz del nacimiento de la vida, el equivalente magmático de nuestro ombligo.

San Marcos y Pinos no solo guardó la historia de mares anaranjados en pasados remotos. Sabemos también, debido a su enorme diversidad, que el valle de Cuatro Ciénegas fue un importante refugio para la vida durante las glaciaciones que vieron caminar a los primeros humanos que llegaron a América. Los primeros nómadas de las eras del hielo dejaron sus huellas en el humedal del valle hace 14,000 años, mismas que se fosilizaron en el sedimento de yeso que había ahí desde el Jurásico.

◑| «Rostros pétreos de los antiguos cazadores recolectores quedaron plasmados en el paisaje cultural de estas cañadas, vigilantes de los secretos aquí guardados. Protectores de quienes se atreven a aventurarse en estos remotos parajes.» / DJ

Las rocas nos cuentan cómo se formó México, pero no pueden contarnos cómo es que la vida sobrevivió a dos congelaciones globales y a cinco extinciones de la vida multicelular que marcan las diferencias entre las eras geológicas, esa es la tarea de las moléculas. La vida microbiana de Cuatro Ciénegas sobrevivió al movimiento tectónico y al aislamiento del mar, protegida y alimentada por sus arcillas formadoras de micro-cuevas dentro de las cuales, aún hoy, se alimenta de los minerales de mares muy muy antiguos. Para entender la relación entre el agua profunda, el agua superficial que forma el oasis, la montaña con sus profundidades magmáticas y la vida microscópica, tenemos que ver las cosas ya no desde el espacio, sino desde lo más pequeño: a nivel molecular. Es decir, nuestro viaje cambia radicalmente de escala y pasa de las observaciones espaciales de nuestro planeta hacia el interior de la molécula que guarda la historia de la vida en la tierra, el ADN.

La vida microbiana de Cuatro Ciénegas sobrevivió al movimiento tectónico y al aislamiento del mar, protegida y alimentada por sus arcillas formadoras de micro-cuevas dentro de las cuales, aún hoy, se alimenta de los minerales de mares muy muy antiguos.

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HISTORIAS QUE CUENTAS LAS MOLÉCULAS

LAS BACTERIAS DE LA VIDA

¿Cómo podemos conocer las historias de la evolución del ADN? Las rocas nos hablan de tectónica, sedimentos y agua; son historias que descifran los geólogos y geofísicos. Sin embargo, para conocer las historias que cuenta la molécula de la vida tenemos que pensar en supervivencia, adaptación y juegos de azar. La mayor parte de la diversidad de la vida ha surgido por mutaciones aleatorias en los genomas y es la tarea de los biólogos evolutivos descifrarlas. Es fascinante entender que ambas perspectivas, la de las rocas y la del ADN, se complementan al contarnos dos puntos de vista de los mismos eventos. La vida evoluciona en el escenario que las rocas y el agua establecen para ella. Sin embargo, ambos, rocas y vida, estamos hechos del mismo polvo de estrellas y hemos sido alimentados de sopa de cometas en un planeta caliente.

Vayamos al principio, bueno, un poco después del principio: empecemos con el primer momento en que las rocas fueron el escenario y pueden contarnos cómo es que comienza la historia de la vida. Hace 4,530 millones de años, mientras se formaba nuestro sistema solar, dos protoplanetas formándose por aglomerados de polvo de estrellas chocaron contra sí mismos. Se llamaban Theia y Terra, los papás planetarios de la Tierra. Ambos coincidieron en la tercera órbita alrededor del Sol y chocaron, Theia nos regaló el mar y Terra nos dio un corazón de metal.

Los desechos del choque fueron atraídos por la fuerza de gravedad y se convirtieron en nuestra luna, cuyas piedras nos indican que está formada por rocas de ambos orígenes. La Luna no tiene una relación fácil con el sistema solar, nuestro satélite tiene la superficie llena de cráteres. La mayor parte de estos cráteres evidencían un periodo de alto bombardeo producido por un cambio de órbitas de Saturno y Júpiter el cual lanzó pedazos de planetoides unos contra otros. Por ello los cometas tienen órbitas elípticas y cruzan todo el sistema solar, son piedras lanzadas por una enorme resortera gravitacional.

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 Lo que vemos en la Luna, también pasó en la Tierra. Durante nuestros primeros millones de años como planeta, constantemente caían meteoritos formados principalmente por metales y cometas ricos en agua y compuestos orgánicos. Estos golpes perturbaron la corteza y provocaron la formación de volcanes. Los volcanes ayudaron a que el magma saliera hacia la superficie llevando consigo gases y mucha agua. La superficie del planeta en aquel entonces era una bola hirviendo y el agua salía en forma de vapor de agua, después llovía y volvía a hervir, hasta que, poco a poco, la superficie se enfrió lo suficiente para que hubiera charcos, muchos de ellos posiblemente en cráteres de cometas o meteoritos. Estos charcos fueron los primeros laboratorios de vida.

Muchos años más tarde, hace 4,100 millones de años, la vida ya se había originado y masticaba desde entonces azúcares para crecer. ¿Cómo podemos saber sobre algo que pasó hace tanto tiempo? La vida dejó una huella indudable en tres rocas, dos de ella encontradas en Canadá y una en Groenlandia, las tres consisten en un diamante de circonio que envuelve un pedazo de grafito enriquecido por carbono isotópicamente ligero. Esta sencilla bio-señal (evidencia de vida) nos indica que la vida prefiere comer moléculas de carbono ligero que carbono pesado. 

Estos charcos fueron los primeros laboratorios de vida.

Es decir, los microbios que en su momento formaron el grafito conservado dentro del diamante de circonio ya estaban “escogiendo” lo que comían, quitando a los isótopos pesados del camino. Los isótopos se entienden como átomos que tienen el mismo número atómico pero diferente masa atómica, al tener menos neutrones son más ligeros. Por ejemplo, cada elemento por decaimiento radiactivo consiste en una serie de isótopos estables, unos de ellos ligeros, como el Carbono 12 que al tener 6 neutrones es más ligero que sus isótopos C13 y C14. En la tierra C12, es el más abundante. Lo fascinante es que esta bio-señal ocurrió mucho más temprano de lo que nadie imaginaba.

Si la Luna tiene 4,530 millones de años y la vida surgió hace 4,100 millones de años quiere decir que solamente transcurrieron 400 millones de años para que la Tierra pasara de ser un planeta infernal (de hecho se le denomina a este periodo el Haedeano) a un planeta con algo de agua líquida y vida comiendo, reproduciéndose y por supuesto ¡evolucionando! Por lo tanto, el origen de la vida ocurrió muy pronto, probablemente de cientos de formas distintas en diferentes charcos y cráteres.

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◑| «La exótica belleza de las Pozas Azules, es ejemplo de conservación en Cuatro Ciénegas. Los canales que depredaban las pozas, ahora clausurados, son las cicatrices que nos recuerdan la fragilidad de la vida cuando es acechada por la ilusión del progreso.» / DJ

Sin embargo, sabemos por las historias que nos cuenta el ADN que solo uno de todos esos intentos de vida sobrevivió y de ese único experimento surgió una bacteria llamada LUCA (Last Unique Common Ancestor) con ADN, ARN, proteínas, membrana y un metabolismo fermentador anaerobio para producir Adenina Trifosfato, mejor conocida como ATP. Esta última es la moneda energética de la cual depende toda la vida hasta el día de hoy y es la razón de ser de todos los ciclos biogeoquímicos. 

Sabemos por el árbol de la vida que de LUCA provenimos todos los seres vivos que hemos existido en el planeta. LUCA comió sopa de cometas, la mezcla de todo aquello que chocó contra la Tierra, y por mutación empezó a evolucionar y a comer diferentes fuentes de carbono, nitrógeno y fósforo. Es muy posible que el árbol de la vida se llenó de ramas muy pronto, desarrollando diferentes maneras de obtener energía y probablemente de cooperar entre sí formando comunidades. Una vez que se acabó la sopa de cometas fue necesario evolucionar para crear nuevas estrategias para comer, así se generaron diferentes ramas ancestrales. Una de estas ramas, las Metanógenas, empezaron a comer CO2 de la atmósfera e hidrógeno de las rocas y probablemente este nuevo linaje dio lugar a las primeras arqueas.

Las arqueas son un segundo dominio que, junto con las bacterias, forman la base del árbol de la vida. Las diferencias en el ADN, tanto de las arqueas como las bacterias, nos dicen que estos dos dominios de la vida se diversificaron muy pronto obteniendo su energía de todas las fuentes posibles. Algunos de estos linajes evolucionaron pigmentos para protegerse de los rayos ultravioletas, ya que no había capa de ozono por falta de oxígeno en la atmósfera inicial. Todo esto lo sabemos gracias a las diferencias profundas en el ADN y el cómo se organizan las membranas. Lo que no podemos saber es cuales de los linajes iniciales fueron los que se quedaron en el diamante de circonio representadas en el grafito, ya que no dejaron su ADN para contarlo.

LUCA comió sopa de cometas, la mezcla de todo aquello que chocó contra la Tierra, y por mutación empezó a evolucionar y a comer diferentes fuentes de carbono, nitrógeno y fósforo.

UN MAR ANARANJADO

También sabemos por las historias de las rocas que el mar tardó en formarse cerca de 400 millones de años una vez que el agua líquida se pudo quedar en la superficie. Esto fue 800 millones de años después de la formación de la Luna. El primer mar era somero y anaranjado, lleno de azufre. Se fue haciendo profundo a fuerza de llover el diluvio. La atmósfera era brumosa y rica en CO2, amonio, azufre y vapor de agua producto de las erupciones volcánicas de un planeta todavía caliente y violento que no tenía oxígeno salvo en las profundidades donde el calor magmático rompía localmente al agua y el oxígeno se pegaba a la arcilla. Esto iba a cambiar. 

Las primeras bacterias fotosintéticas, las púrpuras y las verdes del azufre y no azufre, descubrieron el Sol. Algunas de ellas evolucionaron el fotosistema I (las verdes oscuro) y otras el fotosistema II (las púrpuras) utilizando una gran variedad de bacterioclorofilas de baja longitud de onda, siendo las primeras en realizar fotosíntesis bajo un mar anaranjado. Lo que nos dice el ADN es que a partir de la evolución de cada fotosistema surge la fotosíntesis oxigénica y el planeta ya no volvió a ser el mismo. Este proceso cuántico también dejó sus huellas en las rocas ya que al romper el agua con la energía del Sol se empezaron a oxidar los metales de los primeros continentes en la superficie, burbuja por burbuja. Sin embargo esto aún no le sucedía a los minerales y metales del mar, el cual continuó siendo anaranjado hasta hace 650 millones de años.

Al romper el agua con la energía del Sol se empezaron a oxidar los metales de los primeros continentes en la superficie, burbuja por burbuja.
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◑| «En Los Hundidos, el color anóxico, es puente al tiempo, morada de los inventores del oxígeno que hoy respiramos.» / DJ

Las rocas también nos cuentan que hace 3,800 millones de años, ya hay evidencias de comunidades microbianas complejas donde se ensamblan todos los metabolismos conocidos; de estas tenemos muchísimas en Cuatro Ciénegas. A estas comunidades se les llama tapetes microbianos porque son suaves y están formados por capas de colores: las capas de abajo son negro y café y están relacionadas con los primeros metabolismos anaerobios, mientras que las capas superiores, mas expuestas al sol, son las purpuras y verdes oscuras de la fotósintesis ancestral, hasta arriba está la capa azul-verde de las cianobacterias. 

Las formas calcificadas de los tapetes microbianos se llaman estromatolitos, lo que significa “roca con rayas” en latín. Estos surgen en el registro fósil hace 3,600 millones de años y persisten en algunos lugares del mundo donde las algas no les tapan el Sol y donde cuentan con una fuente profunda de agua y azufre. En la actualidad estos son sitios extremos como Shark Bay en Australia o Guerrero Negro en Baja California, donde hay demasiada sal, o en los lagos de los Andes donde hay tapetes microbianos y estromatolitos en sitios donde la luz UV es altísima y en los que se encuentran muchas sales y arsénico.

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◑| «Debate entre la petrificación y la vida en la memoria más antigua del planeta, los estromatolitos.» / DJ

En Alchichica, Puebla, también los hay debido a la cantidad de sales, así como en algunos lagos de Estados Unidos. En Bahamas, Bacalar y en Sian-Ka´an Quintana Roo existen porque sus aguas cristalinas no tienen casi fósforo, mientras que Cuatro Ciénegas tampoco hay fósforo, hay mucho sulfato de magnesio y una fuente profunda de azufre. Sin embargo, a diferencia de los otros sitios que hay en el mundo, en Cuatro Ciénegas estos tapetes microbianos y estromatolitos están formados por linajes únicos que no existen en otros lados del planeta. Esta es la clave del relato.

En Cuatro Ciénegas estos tapetes microbianos y estromatolitos están formados por linajes únicos que no existen en otros lados del planeta.

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El autor

Valeria Souza ■ Científica mexicana, investigadora del Instituto de Ecología de la UNAM, presidenta de la Sociedad Científica Mexicana de Ecología y miembro internacional honorario de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (AAAS). Ha sido merecedora del Reconocimiento Sor Juana Inés de la Cruz otorgado por la UNAM, del Premio Nacional de Conservación de la SEMARNAT, así como del Premio Por Amor al Planeta de Volkswagen México entre muchos otros. Sus trabajos abordan las causas de la biodiversidad en microorganismos y sus procesos de evolución. Ha venido trabajando sobre Cuatro Ciénegas desde hace 20 años.