Biomineralización de los corales aulopóridos del carbonífero

Abstract

Esta tesis se centra en la caracterización a escala biomineral de los esqueletos de los corales aulopóridos del Carbonífero, con la propuesta de establecer un modelo de biocristalización general y su implicación en la biomineralización de los corales paleozoicos. La mayor parte del material proviene de afloramientos carboníferos de la península ibérica, aunque también se ha contado con material Devónico y Carbonífero proveniente del Muséum National d¿Histoire Naturelle (MNHN) de París (Francia), así como material de corales actuales del mar de Alborán (Granada, España) a modo de comparación. La tesis está confeccionada por artículos publicados e inéditos. Primeramente se ha caracterizado la diversidad, paleoecología y bioestratigrafía de los aulopóridos de la península ibérica, que corresponde con la mayor parte del material de estudio. Posteriormente se ha realizado la caracterización biomineral a partir del estudio de las propiedades cristaloquímicas preservadas en los esqueletos fósiles. Para ello se ha empleado la microscopía petrográfica, microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía de fuerza atómica (AFM), difracción de electrones retrodispersados (EBSD), análisis de microsonda de electrones (EMPA), microscopía de polarización integrada por ordenador (CIP), microscopía de epifluorescencia (EFM), microscopía de barrido laser confocal (CLSM), espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR), electroforesis SDS-PAGE y análisis de aminoácidos. Se ha estudiado de manera multidisciplinar el estado de preservación de los corales fósiles con el fin de establecer los criterios para reconocer estructuras esqueléticas biogénicas y secundarias (derivadas de la alteración diagenética). Se han desarrollado y aplicado nuevas metodologías que ayudan en la identificación de estructuras secundarias producidas por alteración diagenética. Se han analizado las propiedades cristaloquímicas de los biominerales y se han vislumbrado los procesos de crecimiento, organización interna, ensamblaje y el rol de las matrices orgánicas en los esqueletos de los corales paleozoicos. Se ha extraído y caracterizado por primera vez las matrices orgánicas que conforman los esqueletos de corales paleozoicos y se ha comparado con las matrices de los escleractinios. La combinación de datos bioquímicos, estructurales y cristalográficos ha permitido confirmar un modelo de biocristalización similar al modo de crecimiento coordinado por pasos. Este modelo defiende la hipótesis de que un hidrogel orgánico controla la cristalización a nano- y microescala. Esta capa de hidrogel sería secretada por las células epiteliales y controlaría el crecimiento de los elementos estructurales y esqueléticos. Por otra parte los datos a nanoescala confirman que el crecimiento esquelético es producido por un mecanismo similar a puentes minerales en una distribución dendrítica por parches interdigitados durante el crecimiento. El crecimiento de los elementos estructurales microcristalinos se formaría a partir de un crecimiento competitivo entre ellos, como ocurre con otros grupos de organismos que generan sus esqueletos con CaCO3. Por último se ha enfatizado el empleo de los estudios de biomineralización en la resolución de problemas paleontológicos.