Geoquímica de pigmentos endolíticos en yesos expuestos a alta radiación UV en Colombia : implicaciones astrobiológicas

Abstract

El yeso (CaSO₄·2H₂O) constituye un refugio natural para comunidades microbianas endolíticas, gracias a su capacidad de filtrar la radiación ultravioleta y transmitir luz fotosintéticamente activa. En esta tesis se estudió la diversidad, composición y adaptaciones fotoprotectores de comunidades microbianas endolíticas en depósitos de yeso de Los Santos (Santander), Sáchica (Boyacá) y Chaparral (Tolima), representando un gradiente altitudinal tropical entre 400 y 2200 m s.n.m. Mediante un enfoque multi-analítico que integró espectroscopía Raman, MEB, análisis petrográficos, geoquímicos (DRX, FRX, EMPA) técnica de estriado de placas y metagenómicos, se identificaron pigmentos carotenoides (β-caroteno, licopeno, astaxantina y luteína) y géneros representativos de Cyanobacteriota y Chlorophyta en asociación con Pseudomonadota, Bacteroidota, Planctomycetota, Actinomycetota y Verrucomicrobiota. La comparación entre la geoquímica y la diversidad microbiana mostró que el incremento en el contenido de arcillas se asocia con una disminución en la diversidad, lo que sugiere que estas impurezas pueden actuar como un factor limitante para el crecimiento endolítico. Un análisis factorial múltiple (AFM) integró variables geoquímicas, estructurales y climáticas, demostrando que la composición elemental y la opacidad del yeso median la respuesta microbiana frente a gradientes de radiación y altitud. Estos resultados evidencian que la diversidad endolítica está condicionada por la interacción entre factores mineralógicos y ambientales, y que las comunidades fototróficas desarrollan estrategias de supervivencia basadas en la colonización mineral, la síntesis de pigmentos protectores y la reparación celular. Los resultados de este estudio aportas nuevas perspectivas sobre la bioreceptividad de los yesos en zonas tropicales y refuerza su relevancia como objetivos de exploración de biofirmas para la búsqueda de vida en Marte. (Texto tomado de la fuente)

Gypsum (CaSO₄·2H₂O) constitutes a natural refuge for endolithic microbial communities due to its ability to filter ultraviolet radiation while transmitting photosynthetically active light. This thesis investigates the diversity, composition, and photoprotective adaptations of endolithic microbial communities inhabiting gypsum deposits from Los Santos (Santander), Sáchica (Boyacá), and Chaparral (Tolima), spanning a tropical altitudinal gradient between 400 and 2200 m a.s.l. Using a multi-analytical approach that integrated Raman spectroscopy, SEM, petrographic and geochemical analyses (XRD, XRF, EMPA), plate streaking techniques, and metagenomic analyses, carotenoid pigments (β-carotene, lycopene, astaxanthin, and lutein) and representative genera of Cyanobacteriota and Chlorophyta were identified, in association with Pseudomonadota, Bacteroidota, Planctomycetota, Actinomycetota, and Verrucomicrobiota. The comparison between geochemistry and microbial diversity showed that an increase in clay content is associated with a decrease in diversity, suggesting that such impurities may act as a limiting factor for endolithic growth. A Multiple Factor Analysis (MFA) integrating geochemical, structural, and climatic variables revealed that the elemental composition and opacity of gypsum mediate microbial responses to radiation and altitude gradients. These findings demonstrate that endolithic diversity is controlled by the interaction between mineralogical and environmental factors, and that phototrophic communities develop survival strategies based on mineral colonization, pigment synthesis, and cellular repair. The results of this study provide new insights into the bioreceptivity of tropical gypsum substrates and reinforce their relevance as exploration targets for biosignature detection and the search for life on Mars.