El oxígeno apareció antes de lo que se creía en la tierra
Domingo 06 de
Octubre 2013
El hallazgo, basado en un sofisticado sistema de comparación de formas estables de cromo, adelanta la fecha hasta hace unos 3.000 millones de años
La fecha del primer soplo de oxígeno en la Tierra podría haber tenido lugar entre 300 y 400 millones de años antes de lo que los científicos creían hasta ahora. Según se deduce de los análisis llevados a cabo con antiguos sedimentos, los primeros indicios de la existencia de oxígeno en la atmósfera terrícola retrocederían en el tiempo hasta la fecha final de 3.000 millones de años.
Estos nuevos datos sitúan la presencia del oxígeno en nuestro planeta más de 600 millones de años antes de la Gran Oxidación, cuando los niveles de oxígeno atmosférico se elevaron espectacularmente. En los últimos seis años, varios estudios geológicos han datado la presencia de oxígeno en un arco de tiempo de entre 2.600 y 2.700 millones de años. Los científicos creen que algunos microorganismos fotosintéticos como las cianobacterias fueron las productoras del oxígeno. Por tanto, conseguir fechar las primeras muestras de oxígeno atmosférico tiene implicaciones también sobre cómo evolucionó la vida fotosintética en el planeta.
“Puesto que la fotosíntesis es un proceso complejo –explica el geólogo Sean Crowe, que ha liderado el estudio junto a Lasse Døssing, de la University of Southern Denmark, en Odense-, los científicos habían considerado siempre que la evolución debía de haber sido muy lenta”. Los datos con los que cuenta el equipo, junto con estas primeras evidencias de la existencia del oxígeno en la atmósfera antes de la Gran Oxidación, desmentirían este concepto, completa Crowe, en la actualidad miembro de la University of British Columbia de Vancouver.
Los científicos de este equipo consiguieron hacer sus descubrimientos trabajando con rocas de una antigüedad de 3.000 millones de años, extraídas de una profundidad de 1.000 metros bajo tierra en Suráfrica. Lo que Crowe esperaba cuando iniciaron el trabajo era que los sedimentos revelaran la existencia de una Tierra carente de oxígeno. Pero en lugar de eso, el equipo se topó con la evidencia más antigua nunca encontrada de la presencia de moléculas de oxígeno en nuestro planeta.
Los investigadores utilizaron una técnica de alta sensibilidad para comparar formas estables del cromo –el cromo-52 y el cromo-53- con la que averiguar si en las rocas había signos de exposición al oxígeno. Hoy en día, el cromo-52 es más abundante en los sedimentos de la tierra que el cromo 53, porque el oxígeno atmosférico oxida más fácilmente al cromo-53 o a sus bandas de electrones. Cuando se oxida, el cromo-53 se disuelve en agua, por lo que los ríos lo arrastran hasta el mar.
En el trabajo que han publicado en la revista Nature bajo el título «Atmospheric oxygenation three billion years ago», Crowe y su equipo detallan cómo encontraron que las muestras tomadas en Suráfrica tenían niveles sorprendentemente bajos de cromo-53, lo que sugería que el oxígeno estaba presente en la atmósfera en ese tiempo. Los investigadores también detectaron niveles más altos de cromo en los antiguos sedimentos oceánicos de esa misma zona.
Puesto que la técnica basada en el cromo sólo se ha empleado en los últimos años, algunos expertos prefieren ser muy cautelosos en el tratamiento de estos logros. “Se puede decir que estamos en una fase muy prematura y experimental de la interpretación de esos datos”, incide el geobiólogo del Caltech Woordward Fischer.
En la misma línea se manifiesta en geoquímico de la University of Maryland in College Park James Farguhar quien, pese a considerar “un acontecimiento verdaderamente relevante el hallazgo de cromo oxidado con 3.000 millones de años de antigüedad”, sugiere que, tal vez, otros elementos químicos que no han sido considerados hasta ahora podrían haber jugado un papel esencial en ese proceso de oxidación.
Es probable que estos resultados lleven a aclarar algunas cuestiones esenciales sobre la evolución de la vida fotosintética. Los científicos creen que las cianobacterias, principales sospechosas de la producción temprana de oxígeno, evolucionaron hace 2700 millones de años. Así pues, otros organismos podría haber producido el oxígeno en esa época tan temprana, o bien las cianobacterias podrían haber evolucionado antes de lo que se pensaba.
“La investigación -concluye el geobiólogo de la University of Washington in Seattle Roger Buick-, añade una mayor complejidad a nuestra imagen de cómo y cuándo se hizo nuestra Tierra con su oxígeno. Y sugiere que la fotosíntesis del oxígeno, la fuente de la mayoría del oxígeno con que contamos, evolucionó de forma muy importante antes de la Gran Oxidación”.
“Puesto que la fotosíntesis es un proceso complejo –explica el geólogo Sean Crowe, que ha liderado el estudio junto a Lasse Døssing, de la University of Southern Denmark, en Odense-, los científicos habían considerado siempre que la evolución debía de haber sido muy lenta”. Los datos con los que cuenta el equipo, junto con estas primeras evidencias de la existencia del oxígeno en la atmósfera antes de la Gran Oxidación, desmentirían este concepto, completa Crowe, en la actualidad miembro de la University of British Columbia de Vancouver.
Los científicos de este equipo consiguieron hacer sus descubrimientos trabajando con rocas de una antigüedad de 3.000 millones de años, extraídas de una profundidad de 1.000 metros bajo tierra en Suráfrica. Lo que Crowe esperaba cuando iniciaron el trabajo era que los sedimentos revelaran la existencia de una Tierra carente de oxígeno. Pero en lugar de eso, el equipo se topó con la evidencia más antigua nunca encontrada de la presencia de moléculas de oxígeno en nuestro planeta.
Los investigadores utilizaron una técnica de alta sensibilidad para comparar formas estables del cromo –el cromo-52 y el cromo-53- con la que averiguar si en las rocas había signos de exposición al oxígeno. Hoy en día, el cromo-52 es más abundante en los sedimentos de la tierra que el cromo 53, porque el oxígeno atmosférico oxida más fácilmente al cromo-53 o a sus bandas de electrones. Cuando se oxida, el cromo-53 se disuelve en agua, por lo que los ríos lo arrastran hasta el mar.
En el trabajo que han publicado en la revista Nature bajo el título «Atmospheric oxygenation three billion years ago», Crowe y su equipo detallan cómo encontraron que las muestras tomadas en Suráfrica tenían niveles sorprendentemente bajos de cromo-53, lo que sugería que el oxígeno estaba presente en la atmósfera en ese tiempo. Los investigadores también detectaron niveles más altos de cromo en los antiguos sedimentos oceánicos de esa misma zona.
Puesto que la técnica basada en el cromo sólo se ha empleado en los últimos años, algunos expertos prefieren ser muy cautelosos en el tratamiento de estos logros. “Se puede decir que estamos en una fase muy prematura y experimental de la interpretación de esos datos”, incide el geobiólogo del Caltech Woordward Fischer.
En la misma línea se manifiesta en geoquímico de la University of Maryland in College Park James Farguhar quien, pese a considerar “un acontecimiento verdaderamente relevante el hallazgo de cromo oxidado con 3.000 millones de años de antigüedad”, sugiere que, tal vez, otros elementos químicos que no han sido considerados hasta ahora podrían haber jugado un papel esencial en ese proceso de oxidación.
Es probable que estos resultados lleven a aclarar algunas cuestiones esenciales sobre la evolución de la vida fotosintética. Los científicos creen que las cianobacterias, principales sospechosas de la producción temprana de oxígeno, evolucionaron hace 2700 millones de años. Así pues, otros organismos podría haber producido el oxígeno en esa época tan temprana, o bien las cianobacterias podrían haber evolucionado antes de lo que se pensaba.
“La investigación -concluye el geobiólogo de la University of Washington in Seattle Roger Buick-, añade una mayor complejidad a nuestra imagen de cómo y cuándo se hizo nuestra Tierra con su oxígeno. Y sugiere que la fotosíntesis del oxígeno, la fuente de la mayoría del oxígeno con que contamos, evolucionó de forma muy importante antes de la Gran Oxidación”.
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