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Las cianobacterias y la atmósfera con oxígeno

Publicado por Ramón Contreras

El oxígeno es un elemento fundamental para la vida tal y como se conoce en la Tierra en la actualidad. De hecho, cuando se buscan otros planetas habitables uno de los principales factores que se considera es la concentración atmosférica de oxígeno. En la actualidad la concentración parcial de oxígeno en la atmosfera es del 21%, este valor ha oscilado durante las eras geológicas, aunque en realidad tan solo empezó a aumentar hace unos 800 millones de años. Desde el momento en que el oxígeno fue un elemento abundante en la atmosfera la complejidad de la vida fue aumentando a gran velocidad.

Estudios recientes han arrojado luz sobre este punto crucial de la evolución de la vida en el planeta Tierra. El artículo “Origen de las cianobacterias marinas” publicado en Scientific Reports en diciembre del 2015 arroja algo de luz al origen de las bacterias que se cree que fueron las responsables de la oxigenación de la atmosfera. En este trabajo se recoge la filogenia (historia evolutiva) de las cianobacterias, el primer grupo que se cree que pudo realizar la fotosíntesis oxigénica.

Para situar la escena, se calcula que la vida empezó en la Tierra entre hace 4.400 y 2.700 millones de años. Estas formas de vida eran unicelulares y acuáticas. Unos 1.000 millones de años después apareció la capacidad de transformar la energía lumínica en energía química por parte de algunos organismos. Sin embargo, la fotosíntesis que realizaban no liberaba oxígeno, O2, a la atmósfera, era una fotosíntesis anoxigénica (próximamente). Para ello tuvieron que desarrollarse las cianobacterias, unas bacterias unicelulares capaces de producir oxígeno en su fotosíntesis. Estas bacterias utilizan el oxígeno (O2) como receptor final de su fotosíntesis. No es que creen oxígeno, sino que son capaces de disociar el oxígeno del agua (H2O) y formar oxígeno gaseoso (O2).

Las pruebas geológicas muestran una relación directa entre el gran éxito evolutivo de las cianobacterias durante el Proterozoico (una era geológica que duró desde hace 2.500 a 542 millones de años). El incremento de oxígeno en la atmósfera se relaciona con un registro fósil rico en formaciones de estas bacterias. No obstante la evolución temprana de estas bacterias, que les dio la clave del éxito evolutivo y que alteró de forma increíble la bioquímica del planeta no ha sido desvelada hasta ahora.

De forma tradicional se considera que la vida surgió en los mares, donde el medio acuoso, rico en minerales propiciaría la aparición de la vida. Por otra parte se asumía que las cianobacterias evolucionaron en los mares y que su diversificación fue el desencadenante de la oxigenación atmosférica. Sin embargo, algo no acababa de cuadrar. Qué había pasado durante esos casi de 2.000 millones de años entre la aparición de las cianobacterias y la aparición del oxígeno. El estudio indica, mediante el análisis de secuencias de ADN de 131 especies de cianobacterias, que en realidad las cianobacterias más antiguas habitaban en ríos y lagos, eran dulceacuícolas. Por lo tanto, no fue hasta que se adaptaron a la vida marina (el mar ocupa los dos tercios de la superficie del planeta) que pudieron crecer hasta un número significativo como para cambiar la composición de gases de la atmósfera. El resto de organismos tuvo que adaptarse rápidamente al oxígeno en la atmósfera, que hasta entonces era tóxico para ellos. Este cambio dio pie a un aumento de complejidad de la vida hasta los pluricelulares que existen hoy en día.

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