Un estudio confirma la hipótesis propuesta en el pasado de que la acción de los hongos puso fin a la acumulación de madera al final del Carbonífero y, por tanto, a la generación de carbón.
|
Todo está interrelacionado. Ahora vamos a ver, por ejemplo, cómo los bosques de hace cientos de millones de años, la revolución industrial, la madera, la evolución, los hongos, los biocombustibles y el método científico están interconectados a través de una bonita historia.
Hace más de 300 millones de años no había flores, ni mariposas, ni mamíferos; pero había bosques por los revoloteaban libélulas gigantes, escolopendras terribles y unos seres que querían dejar de ser peces y se adentraban ya en tierra firme. Si alguna vez la Tierra dejó de ser azul para considerarse verde fue probablemente durante ese periodo del Carbonífero, que duró 60 millones de años y que acabó súbitamente hace 300 millones. ¿Qué puso fin al Carbonífero?
Si algo caracteriza a este periodo es el crecimiento de bosques por todo el mundo. Las plantas habían evolucionado hasta convertirse en árboles gracias a un invento: la lignina. La madera está compuesta principalmente por dos compuestos orgánicos: la celulosa y la lignina. Los musgos producen celulosa, pero no lignina. La lignina es la que da resistencia y rigidez a la madera. Que la evolución diera en su momento con ella fue todo un logro. A partir de entonces los árboles se pudieron alzar decenas de metros sobre la superficie y competir con sus congéneres por la luz del Sol.
Durante el Carbonífero el clima era cálido y húmedo y los árboles de aquel momento nacían, crecían y morían. La fotosíntesis que realizaban liberaba más y más oxígeno al aire y la atmósfera se enriquecía cada vez más con este gas. Se cree que en aquel periodo el nivel de oxígeno pudo llegar a ser un 35% del total.
Pero los árboles, una vez morían, no se descomponían, sino que sus troncos y ramas se acumulaban en el suelo, generación tras generación, durante millones de años. Parte de esos restos fueron enterrados y trasformados por las fuerzas geológicas y llegaron hasta nuestros días en forma de carbón. La revolución industrial, la máquina de vapor o el ferrocarril fueron posibles precisamente gracias al Carbonífero. También las penalidades que los mineros que extraían ese negro carbón. Este periodo pudo durar más o durar menos, pero tuvo un fin.
|
|
|
En 1990 Jennifer M. Robinson propuso, en línea con el método científico, que el fin del Carbonífero se debió a la aparición de hongos que consiguieron metabolizar la lignina. Por lo tanto, según esta hipótesis, a partir de ese momento los troncos caídos de los grandes árboles del pasado fueron descompuestos y dejó de acumularse madera en el suelo y, por consiguiente, dejó de formarse carbón. Si los hongos hubieran dado con esta capacidad antes, el Carbonífero hubiese sido más corto y las reservas de carbón más escasas, quizás no hubiese habido revolución industrial para los hipotéticos “seres humanos” que estarían aquí en lugar de nosotros. Si estos hongos hubiesen tardado más en evolucionar entonces el Carbonífero hubiese sido más largo (al menos en el registro geológico) y la historia evolutiva hubiese sido muy diferente.
La historia evolutiva es contingente, si se pudiera rebobinar la película que la describe hasta las mismas condiciones iniciales y pasada hacia adelante de nuevo entonces esta historia sería distinta, si además las condiciones iniciales cambian entonces el resultado final sería muy distinto.
Los descendientes de esos hongos han llegado hasta nuestros días y en ellos se ha depositado la esperanza de poder saber cómo degradar mejor los restos vegetales para así poder obtener biocombustibles económicos.
La lignina se forma en las paredes celulares como parte de una matriz junto a la celulosa. Si se elimina la lignina la matriz colapsa y la celulosa, que son largas cadenas de azúcar, está entonces disponible para ser metabolizada, por ejemplo por el hongo.
Digamos que la lignina impide que sobre la celulosa, que es la verdadera fuente de energía, actúe la fermentación de manera eficiente. Si somos capaces de eliminar con facilidad la lignina podemos fermentar el resto y obtener alcohol.
Por tanto, si conseguimos producir con facilidad las enzimas que sintetizan estos hongos tendremos una manera de aprovechar los deshechos vegetales que producimos. Varios grupos de investigación trabajan en este asunto.
|
|
|
La hipótesis de Jennifer M. Robinson no ha recibido confirmación hasta ahora, cuando un grupo internacional de 71 investigadores de 12 países ha aportado pruebas en un artículo publicado en Science.
Tendemos a ignorar a los hongos y a menospreciar su importancia, pues no son animales que se muevan ni plantas que producen oxígeno, pero sus 1.500.000 especies estimadas juegan un papel esencial en los ecosistemas terrestres. En su mayoría no producen setas, sino que son microscópicos o forman filamentos que se pueden propagar por una gran superficie. Uno de los seres vivos más extensos conocidos es un hongo que ocupa varias hectáreas de superficie, los análisis genéticos así lo demuestran.
Sin los hongos no sólo no tendríamos champiñones, sino que tampoco tendríamos pan, cerveza, vino o casi cualquier otro producto fermentado. El valor económico de los hongos es enorme y tiene impacto en muchas disciplinas que incluyen la industria farmacéutica. Aunque a veces su impacto es negativo, como en Medicina o en Agricultura. Únicamente un 5% de los hongos han sido clasificados taxonómicamente por la ciencia.
Sólo unas pocas especies de hongos son capaces de descomponer la lignina. No hay otros seres que sean capaces de hacerlo. Si hongos aparecieron justo al final del Carbonífero, entonces esta sincronización no sería casual.
Según este estudio, la acción enzimática de estos hongos terminó siendo una fuerza ecológica muy fuerte que consiguió destruir la acumulación de madera muerta y con ello la acumulación de carbón.
En este estudio se ha conseguido reconstruir la evolución de la degradación de la lignina analizando la distribución de las enzimas que son capaces de dividirla. Con esto han podido definir mejor la evolución de la familia de genes que codifican dichas enzimas.
Este grupo de investigadores se centró en un grupo de hongos conocidos como Agaricomycetes. Este grupo incluye hongos que también degradan la celulosa y hemicelulosa de la madera y los hongos que degradan la lignina. Compararon 31 genomas de estos hongos.
Además han encontrado 12 secuencias genéticas que potencialmente pueden servir en la industria microbiológica como fuentes potenciales para sistemas de producción de biocombustibles o en sistemas de biorremediación entre otras aplicaciones.
Este estudio genético les permitió reconstruir la genealogía de estos hongos y remontarse en el pasado en busca del origen de la degradación de la lignina gracias al uso del “reloj molecular”. Este reloj se basa en la hipótesis de que las mutaciones se acumulan a un ritmo constante, así que el número de mutaciones permite estimar la cronología de los linajes. En este caso permitió saber cuándo surgió por evolución el antepasado de todos los hongos degradadores de lignina.
Los datos indicaron que este antepasado apareció hace 300 millones de años, justo al final de Carbonífero, y que esta habilidad de degradar la lignina surgió sólo una vez en la historia evolutiva.
Este estudio también arroja luz sobre la adaptación de este grupo de hongos, pues algunos evolucionaron hacia su coexistencia con las plantas, por ejemplo a través de la formación de microrrizas. Estas otras especies dejaron de degradar la lignina y encontraron otras formas de obtener nutrientes.
El mundo más verde que este planeta ha conocido se terminó cuando apareció una innovación evolutiva en los hongos. Esto se logró una sola vez, pero cambio para siempre la faz de la Tierra. No es difícil preguntarse sobre cómo sería el mundo si se hubiesen dado otras innovaciones desconocidas o si no se hubiesen dado otras que sí se dieron. Nunca lo sabremos.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3866 [2]
Fuentes y referencias:
Nota de prensa de la NSF.
Artículo original. [3]
Foto cabecera: Smithsonian National Museum of Natural History