Las interacciones entre ciertos microorganismos marinos y los minerales de los sedimentos marinos provocaron la acumulación de oxígeno en la atmósfera primitiva de la Tierra.
Se trata de una nueva hipótesis planteada por científicos del MIT sobre lo que provocó el Gran Evento de Oxígeno (GOE), que revirtió la hipoxia en la Tierra hace unos 2.300 millones de años y la llevó a los niveles de soporte de vida que tiene hoy.
Una nueva investigación demuestra que las interacciones entre los microbios y los minerales evitan la hipoxia y desencadenan un proceso espontáneo que permite acumular cada vez más oxígeno en la atmósfera.
Basándose en análisis matemáticos y evolutivos, los investigadores plantearon la hipótesis de que los microbios existían antes de la GOE y evolucionaron la capacidad de interactuar con los sedimentos de la forma que proponen los investigadores.
El estudio, publicado en la revista Nature Communications, es el primero que relaciona la evolución de los microbios y los minerales con la presencia de oxígeno en el suelo.
La concentración actual de oxígeno en la atmósfera es un equilibrio estable entre la producción y el consumo de oxígeno; antes del GOE, los productores y consumidores de oxígeno estaban en equilibrio entre sí, por lo que había poco exceso de oxígeno en la atmósfera.
¿Qué causa la transición de un estado de bajo oxígeno a un estado de alto oxígeno?
Aunque los microorganismos sólo pueden oxidar parcialmente la materia orgánica, el material parcialmente oxidado se vuelve «pegajoso» y se une químicamente a los minerales del sedimento, protegiendo el material de una mayor oxidación. El oxígeno, que de otro modo se consumiría con la descomposición completa, se acumula en la atmósfera. Los resultados muestran que este proceso puede actuar como una retroalimentación positiva, una bomba natural que puede dirigir la atmósfera hacia un nuevo equilibrio de superoxígeno.
El equipo llevó a cabo un análisis sistemático de los genes microbianos y enzimáticos para ver hasta qué punto se pueden datar. Descubrieron que las bacterias tienen un precursor de la EOG y que el gen de la enzima puede encontrarse en varios microbios anteriores a la GOE.
También descubrieron que la diversificación genética, o el número de especies que han adquirido el gen, aumentó drásticamente en dos períodos -el Paleoproterozoico y el Neoproterozoico- en los que las concentraciones de oxígeno atmosférico eran más altas.
Encontramos una relación temporal entre la diversidad de genes productores de POOM y las concentraciones de oxígeno atmosférico», explicó Shan. Esto confirma nuestra teoría general».
Se necesitan más investigaciones, incluyendo experimentos de laboratorio y estudios de campo, para confirmar esta hipótesis. La investigación del equipo ha dado lugar a nuevas predicciones sobre la causa de la falta de oxígeno en la atmósfera terrestre.
