La oxigenación de la atmósfera de la Tierra se debió, en parte, a las partículas de hierro y sílice en el agua de mar antigua, según un nuevo estudio realizado por geomicrobiólogos de la Universidad de Alberta. Pero estos resultados resuelven solo una parte de este antiguo misterio.
Los primeros organismos llamados cianobacterias produjeron oxígeno a través de la fotosíntesis oxigenada, lo que resultó en la oxigenación de la atmósfera de la Tierra. Pero las cianobacterias necesitaban protección contra la radiación UV del sol para evolucionar. Ahí es donde entran las partículas de hierro y sílice en el agua de mar antigua, según Aleksandra Mloszewska, un ex estudiante de doctorado que realizó esta investigación bajo la supervisión de Kurt Konhauser, profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra y la Atmósfera, y George Owttrim, profesor en el Departamento de Ciencias Biológicas.
El equipo de investigación caracterizó el efecto del estrés UV en las cianobacterias y el grado de radiación a través del medio de agua de mar a través de una combinación de técnicas microbiológicas, espectroscópicas, geoquímicas y de modelado. Sus resultados muestran que la presencia de altas concentraciones de sílice y hierro en el mar tempranoel agua permitió la formación de precipitados de hierro-sílice que permanecieron suspendidos en el océano durante largos períodos de tiempo.
"En efecto, las partículas de sílice de hierro actuaron como un antiguo 'protector solar' para las cianobacterias, protegiéndolas de los efectos letales de la exposición directa a los rayos UV", dijo Konhauser, el autor principal de UAlberta. "Esto fue crítico al principioLa Tierra antes de que se estableciera una capa de ozono suficientemente gruesa que podría permitir que el plancton marino se extendiera por todo el mundo, como es el caso hoy en día ".
Más piezas faltantes
Pero, explican los investigadores, los precipitados ricos en sílice de hierro solo cuentan una parte de la historia.
"La acumulación de oxígeno atmosférico a partir de cianobacterias facilitó la evolución de la respiración a base de oxígeno y los organismos multicelulares", dice Owttrim. Pero la razón de la gran cantidad de tiempo que tardó el oxígeno libre en acumularse permanentemente en la atmósfera después de la fase inicialLa evolución de las cianobacterias sigue siendo un misterio.
Si bien los precipitados de hierro-sílice habrían permitido que las cianobacterias tempranas sobrevivieran, la radiación UV aún habría evitado su crecimiento generalizado.
"Es probable que las cianobacterias tempranas no hubieran sido tan productivas como lo son hoy en día debido a los efectos del estrés UV. Hasta que la acumulación de suficiente oxígeno derivado de las cianobacterias permitió el desarrollo de un medio de protección más permanente, como el ozonocapa, el estrés UV puede haber jugado un papel aún más importante en la configuración de la estructura de los primeros ecosistemas ", explicó Mloszewska.
Estos nuevos hallazgos están ayudando a los investigadores a comprender no solo cómo las cianobacterias tempranas se vieron afectadas por el alto nivel de radiación en la Tierra primitiva, sino también la dinámica ambiental que afectó el historial de oxigenación de nuestra atmósfera.
"Estos hallazgos también podrían usarse como un estudio de caso para ayudarnos a comprender el potencial para la aparición de vida en otros planetas afectados por niveles elevados de radiación UV, por ejemplo, planetas rocosos del tamaño de la Tierra dentro de las zonas habitables de M cercanasistemas estelares enanos como TRAPPIST-1, Proxima Centauri, LHS 1140 y Ross 128 entre otros ", dijo Mloszewska.
La investigación se realizó en colaboración con colegas de la Universidad de Tuebingen y la Universidad de Yale y fue apoyada por el Consejo Nacional de Ciencia e Investigación de Canadá, y por el Instituto de Astrobiología de la Tierra Alternativa de la NASA. El documento, "la radiación UV limitó la expansión delas cianobacterias en los primeros ambientes fotónicos marinos "se publican en Comunicaciones de la naturaleza .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Alberta . Original escrito por Katie Willis. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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