Los primeros microbios productores de oxígeno pueden no haber sido las cianobacterias.
Los microbios antiguos pueden haber estado produciendo oxígeno a través de la fotosíntesis mil millones de años antes de lo que pensábamos, lo que significa que el oxígeno estaba disponible para organismos vivos muy cercanos al origen de la vida en la Tierra. En un nuevo artículo en Heliyon, un investigador del Imperial College de Londresestudió las máquinas moleculares responsables de la fotosíntesis y descubrió que el proceso puede haber evolucionado hasta hace 3.600 millones de años.
El autor del estudio, el Dr. Tanai Cardona, dice que la investigación puede ayudar a resolver la controversia sobre cuándo los organismos comenzaron a producir oxígeno, algo que fue vital para la evolución de la vida en la tierra. También sugiere que los microorganismos previamentese cree que fue el primero en producir oxígeno, las cianobacterias, evolucionaron más tarde, y que las bacterias más simples produjeron oxígeno primero.
"Mis resultados significan que el proceso que sustenta casi toda la vida en la tierra hoy puede haber estado haciéndolo durante mucho más tiempo de lo que pensamos", dijo el Dr. Cardona. "Puede haber sido que la disponibilidad temprana de oxígeno fue lo que permitiómicrobios para diversificar y dominar el mundo durante miles de millones de años. Lo que permitió a los microbios escapar de la cuna donde surgió la vida y conquistar cada rincón de este mundo, hace más de 3 mil millones de años ".
La fotosíntesis es el proceso que sustenta la vida compleja en la Tierra: todo el oxígeno en nuestro planeta proviene de la fotosíntesis. Hay dos tipos de fotosíntesis: oxigenada y anógena. La fotosíntesis oxigenada usa energía de la luz para dividir las moléculas de agua, liberando oxígeno, electronesy protones. La fotosíntesis anoxigenada utiliza compuestos como sulfuro de hidrógeno o minerales como hierro o arsénico en lugar de agua, y no produce oxígeno.
Anteriormente, los científicos creían que el anoxígeno evolucionó mucho antes de la fotosíntesis oxigenada, y que la atmósfera de la Tierra no contenía oxígeno hasta hace aproximadamente 2.4 a 3 mil millones de años. Sin embargo, el nuevo estudio sugiere que el origen de la fotosíntesis oxigenada pudo haber sido tanto como unmil millones de años antes, lo que significa que la vida compleja también podría haber evolucionado antes.
El Dr. Cardona quería saber cuándo se originó la fotosíntesis oxigenada. En lugar de tratar de detectar oxígeno en rocas antiguas, que es lo que se había hecho anteriormente, miró profundamente dentro de las máquinas moleculares que llevan a cabo la fotosíntesis; estas son enzimas complejas llamadasfotosistemas: la fotosíntesis oxigenada y anoxigenada utilizan una enzima llamada Photosystem I. El núcleo de la enzima se ve diferente en los dos tipos de fotosíntesis, y al estudiar cuánto tiempo hace que los genes evolucionaron para ser diferentes, el Dr. Cardona podría resolver cuándo la fotosíntesis oxidativaprimero ocurrió.
Encontró que las diferencias en los genes pueden haber ocurrido hace más de 3.400 millones de años, mucho antes de que se pensara que el oxígeno se produjo por primera vez en la Tierra. Esto también es mucho antes de las cianobacterias, microbios que se creían que eran los primerosexistían organismos para producir oxígeno. Esto significa que debe haber habido predecesores, como las primeras bacterias, que desde entonces han evolucionado para llevar a cabo la fotosíntesis anoxigenada.
"Esta es la primera vez que alguien ha intentado cronometrar la evolución de los fotosistemas", dijo el Dr. Cardona. "El resultado apunta a la posibilidad de que la fotosíntesis oxigenada, el proceso que ha producido todo el oxígeno en la tierra, realmente comenzó enuna etapa muy temprana en la historia evolutiva de la vida: ayuda a resolver una de las grandes controversias en la biología actual "
Un hallazgo sorprendente fue que la evolución del fotosistema no fue lineal. Se sabe que los fotosistemas evolucionan muy lentamente, lo han hecho desde que aparecieron las cianobacterias hace al menos 2.400 millones de años. Pero cuando el Dr. Cardona utilizó esa lenta tasa de evoluciónPara calcular el origen de la fotosíntesis, se le ocurrió una fecha que era más antigua que la Tierra misma. Esto significa que el fotosistema debe haber evolucionado mucho más rápido al principio, algo que sugiere una investigación reciente debido a que el planeta está más caliente.
"Todavía hay muchas cosas que no sabemos acerca de por qué la vida es como es y cómo se originó la mayoría de los procesos biológicos", dijo el Dr. Cardona. "A veces nuestras conjeturas mejor educadas ni siquiera se acercan a representar lo que realmente essucedió hace mucho tiempo "
El Dr. Cardona espera que sus hallazgos también puedan ayudar a los científicos que buscan vida en otros planetas a responder algunas de sus preguntas más importantes.
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Materiales proporcionado por Elsevier . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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