Cuando hablamos de fósiles, lo más común es imaginar los grandes esqueletos de dinosaurios que podemos ver en los museos. Quizás podemos pensar también en los colmillos de un mamut, o en los restos de homínidos de la Sima de los Huesos de Atapuerca. Todos estos fósiles pertenecen al grupo que los paleontólogos llaman “restos mineralizados”, las partes duras de los organismos (dientes, esqueletos, caparazones, conchas…) que se preservan con facilidad y son relativamente frecuentes en el registro fósil.
Sin embargo, existen también otro tipo de fósiles menos conocidos, llamados “microfósiles de pared orgánica”, abreviados como OWM por sus siglas en inglés (“Organic Walled Microfossils”). Su nombre ya nos da información sobre ellos: son microfósiles, es decir, que no se pueden ver a simple vista, requiriendo técnicas y máquinas especiales para poder estudiarlos, y están compuestos por moléculas orgánicas, lo que determina sus métodos de extracción y estudio. En la mayoría de los casos, esta composición orgánica no es la original. Las moléculas orgánicas originales se han transformado a lo largo de los siglos como consecuencia de una serie de alteraciones químicas y físicas que tienen lugar durante el enterramiento de los microfósiles, en un proceso llamado diagénesis. El “historial diagenético” de una muestra es un registro de las condiciones cambiantes de presión y temperatura a las que ha estado sometida durante su enterramiento. Estas condiciones se ven afectadas por los procesos de ruptura y unión de continentes, y el ascenso de magmas a la superficie en episodios volcánicos y de intrusión magmática.
Pero ¿qué son exactamente?
La problemática de la identificación es muy compleja en el estudio de los microfósiles orgánicos, al ser un grupo variopinto que incluye el plancton marino, los filamentos de cianobacterias, el polen terrestre, y fragmentos de otros organismos de mayor tamaño (Figura 1). Este último grupo es el que se conoce como “Small Carbonaceous Fossils” o pequeños fósiles carbonosos. Dentro del plancton marino se encuentran también los acritarcos, un grupo de afinidad incierta que se ha clasificado en distintas ocasiones como quistes de algas, embriones de organismos complejos, dinoflagelados o algas rojas.
En el estudio de los macrofósiles, incluso si no tenemos equivalentes actuales de los organismos, algunas formas son lo bastante parecidas para poder hacer aproximaciones: un cráneo es un cráneo y un diente es un diente, sean de Tyrannosaurus rex, de cabra o de Homo sapiens. Aun así, a veces se comenten errores. El artrópodo Anomalocaris, llamado “camarón/gamba extraña” recibió ese nombre porque lo primero que se descubrió de él fue uno de sus apéndices, que fue identificado erróneamente como un crustáceo. El descubrimiento de fragmentos aislados, sin saber el aspecto completo del organismo, es muy común cuando estudiamos los fósiles carbonosos, donde podemos encontrar placas y dientes de gusanos priapúlidos, escleritos desarticulados y rádulas de moluscos. Por ello, a veces es necesario dejar estos fósiles en incertae sedis, a la espera de nuevos descubrimientos que permitan darles una clasificación más detallada.
¿Dónde se encuentran estos fósiles?
Los microfósiles se encuentran, sobre todo, en rocas arcillosas que se reconocen por su color verde oliva, o sus tonos marrón verdoso (Fig.2). Estas rocas se formaron en ambientes someros ricos en oxígeno, como plataformas continentales, lagoons, o deltas de río, donde habitaban una gran diversidad de organismos. Al tratarse de microfósiles es imposible saber si están presentes o no en las rocas hasta que las hayamos tratado en laboratorio, por lo que en las campañas de muestreo es necesario recolectar muestras cada pocos centímetros o metros para asegurarnos de tener una muestra positiva.
¿Cómo se estudian?
Las muestras de roca se llevan a laboratorios especiales, donde se trabaja con ácidos como el ácido clorhídrico, fluorhídrico y nítrico. El ácido fluorhídrico disuelve la roca, pero al reaccionar con sus minerales se pueden formar nuevos cristales, por lo que el residuo debe ser hervido en ácido clorhídrico para eliminarlos. En ambientes reductores es común que precipite pirita en los pliegues de los microfósiles, por lo que también es necesario usar ácido nítrico para eliminarla. Una vez obtenido el residuo, se concentra utilizando distintas técnicas: separación por centrifugado, por densidades o filtrados con agua.
Al final del proceso se obtiene un residuo orgánico concentrado que contiene los microfósiles, y que se puede estudiar directamente o usarse para crear láminas delgadas. Las láminas delgadas son soportes de cristal en los que el residuo, mezclado con resinas especiales, y protegido por una placa de cristal, se preserva a largo plazo para que pueda ser guardado en las colecciones de los museos y estudiado en el futuro.
Existen distintas técnicas para estudiar los microfósiles, en función de la parte en la que nos queramos centrar. Las láminas delgadas se estudian con microscopios de luz transmitida, que permiten ver los fósiles en color. Para fósiles más pequeños, como las bacterias, se usan microscopios electrónicos, como el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) o de Campo (FEGSEM), que dan imágenes de detalle y permiten estudiar la estructura de microfósiles individuales. En estos microscopios se introducen soportes en los que se han dejado caer varias gotas del residuo orgánico concentrado.
¿Para qué sirven?
El estudio de los microfósiles nos permite conocer los ecosistemas del pasado, los organismos que los componían, y extrapolar las relaciones que existían entre ellos. Junto con los datos que nos aporta la sedimentología podemos crear reconstrucciones fidedignas de ambientes de más de 500 millones de años. Además, nos aportan una gran cantidad de información sobre organismos cuya preservación es muy compleja. Un ejemplo de este fenómeno es el molusco conocido como Wiwaxia. En la actualidad, ejemplares enteros de Wiwaxia, conservados como impresiones carbonosas, se encuentran solo en yacimientos de conservación excepcional, los llamados Lagerstätte, siendo uno de los más famosos Burgess Shale, en Canadá. Sin embargo, los escleritos de Wiwaxia, unas púas que presentan en la espalda, y que perdía de manera periódica a lo largo de su vida, son muy comunes, y se han encontrado como microfósiles carbonosos en España, República Checa, China, Canadá, Estados Unidos y Suecia, extendiendo enormemente el rango geográfico de este género.
Los microfósiles pueden usarse en otras ramas de la geología, como la paleoclimatología y la estratigrafía. Ciertos microfósiles son indicadores paleoambientales, siendo el polen el ejemplo más claro, o el acritarco Tasmanites, típico de ambientes someros. Los acritarcos son muy útiles a la hora de datar la edad de las rocas (una disciplina conocida como biostratigrafía), ya que la mayoría de las especies y géneros tienen distribuciones globales y es posible reconocer sus transiciones en el tiempo. En el Cámbrico (un periodo que abarca desde hace 538,8 millones de años hasta 485,4 millones de años antes del presente) se han establecido varias zonas, delimitadas por la aparición y desaparición de las especies de acritarcos que les dan nombre, que permiten datar las rocas con gran exactitud.
Otro uso de los microfósiles orgánicos es en la búsqueda de petróleo y gas natural. La materia orgánica que componen estos fósiles experimenta importantes cambios biogeoquímicos a medida que avanza la diagénesis, y una consecuencia de ello es el cambio de color. A bajas temperaturas, los microfósiles tienen colores amarillo claro, y en casos excepcionales casi transparentes. A medida que aumenta el grado de diagénesis y la temperatura, los microfósiles se oscurecen, pasando a tonos marrones y finalmente negros (Fig.3).
El índice de alteración térmica (TAI) asigna un valor del 1 al 5 al color de la materia orgánica, permitiendo medir el grado de alteración de los microfósiles. Y ¿qué tiene esto que ver con el petróleo? Pues bien, este mismo proceso de alteración por enterramiento es el que transforma la materia orgánica, originalmente compuestos específicos como restos de plantas o de plancton, primero en kerógeno amorfo y posteriormente en petróleo y gas natural. Sin embargo, estos compuestos solo pueden existir en condiciones precisas de presión y temperatura, que reciben el nombre de “ventanas”. Si estas condiciones no se alcanzan, el kerógeno no se transforma en petróleo, y si se sobrepasan, el petróleo se transforma en gas natural y finalmente se destruye. Estudiando el TAI de los microfósiles podemos saber si nos encontramos dentro de las condiciones de esta ventana en nuestras rocas, y si valdría la pena realizar una explotación en esta zona.
Blanca Martínez Benítez
Grado en Geología. Máster Interuniversitario en Paleontología Avanzada
