Aerobios tempranos

Aerobios tempranos

Por :Heber Rizzo

Científicos del Instituto Carnegie y de la Universidad Penn State han descubierto evidencia de que los microbios se adaptaron a vivir con oxígeno hace 2 720 millones de años, al menos 300 millones de años antes de la aparición del oxígeno en la atmósfera.

Basado en un comunicado del Instituto Carnegie

Científicos del Instituto Carnegie y de la Universidad Penn State han descubierto evidencia de que los microbios se adaptaron a vivir con oxígeno hace 2 720 millones de años, al menos 300 millones de años antes de la aparición del oxígeno en la atmósfera.

El hallazgo representa la primera validación concreta de una hipótesis sostenida por largo tiempo, que mantenía que el oxígeno ya estaba siendo producido y consumido para esa época, y que la transición hacia una atmósfera oxigenada sucedió a largo plazo. Los resultados son publicados en los “Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencia”.

Generalmente, se cree que en el período anterior a 2 400 millones de años atrás, la atmósfera terrestre estaba, esencialmente, desprovista de oxígeno. Durante algún tiempo se ha discutido acaloradamente el cómo y el cuándo la fotosíntesis productora de oxígeno evolucionó y comenzó a alimentar a la atmósfera con el gas del cual depende buena parte de la vida. Las plantas, las algas y las cianobacterias (algas verdeazuladas) emiten oxígeno como un producto de desecho de la fotosíntesis (el proceso por el cual el azúcar, esencial para la nutrición, es producida a partir de la luz, el agua, y el dióxido de carbono).

“Nuestra evidencia apunta a la probabilidad de que la Tierra estaba salpicada por pequeños “oasis” de microbios fotosintéticos productores de oxígeno que habitaban las aguas poco profundas, hace alrededor de 2 700 millones de años”, afirmó la autora principal Jennifer Eigenbrode del Laboratorio Geofísico de Carnegie, quien recogió los datos mientras preparaba su doctorado en Penn State. “Con el transcurrir del tiempo estos oasis deben haberse expandido, finalmente enriqueciendo la atmósfera con oxígeno. Nuestros datos registran esta transición”.

Los investigadores descubrieron cambios en los isótopos fósiles del elemento carbono, esencial para la vida, en una sección de roca de 150 millones de años que incluía sedimentos de aguas llanas y profundas del período Arqueano tardío (el período Arqueano duró desde hace 3 800 millones hasta 2 500 millones de años atrás) en la provincia de Hamersley en Australia Occidental. Los isótopos son formas diferentes de los átomos de un elemento. Las proporciones relativas del carbono y de otros isótopos en la materia orgánica dependen de las reacciones químicas que ocurren a medida que el carbono recorre su camino en el metabolismo de un organismo. En la naturaleza se encuentran dos isótopos estables del carbono, C12 y C13, que difieren únicamente en el número de neutrones en su núcleo. Por lejos, la variedad más abundante es la del C12, más ligero. Aproximadamente un uno por ciento corresponde al C13, un hermano más pesado que contiene un neutrón adicional; es la clave para la comprensión de los organismos fotosintetizadores.

“Los microbios fotosintetizadores evolucionaron en las aguas poco profundas, donde hay abundancia de luz”, explicó Eigenbrode. “Utilizaban la luz y el CO2 para producir su alimento, como las cianobacterias actuales. Consumían C12 y C13, el que pasó a formar parte de los organismos. Los resultados fueron registrados en las rocas que contienen los restos, permitiéndonos que los encontremos miles de millones de años después. Los organismos dejan detrás mezclas diferentes de C12 y C13, dependiendo de lo que coman y cómo lo metabolicen. Los cambios en estas huellas químicas nos informan sobre la forma en que los organismos consiguen su energía y su alimento”.

En el Arqueano, los microbios que no podían vivir con oxígeno (eran organismos anaeróbicos) finalizaban con pequeñas cantidades de C13. A medida que el oxígeno estuvo disponible en las aguas poco profundas debido a la fotosíntesis productora de oxígeno. Como resultado, la cantidad de oxígeno aumentó primeramente en las aguas llanas, y después en las aguas profundas. Los cambios en la mezcla de isótopos de carbono en estas rocas arqueanas tardías indican que los microbios estaban aprendiendo a vivir con el oxígeno antes de que la atmósfera comenzara a acumular cantidades significativas de dicho gas.