NeoFronteras

Acotan la aparición de la fotosíntesis

Área: Biología,Geología — lunes, 12 de octubre de 2015

Encuentran pruebas claras de que la fotosíntesis del agua ya se daba hace, al menos, 3200 millones de años.

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No es fácil reconstruir los primeros pasos que dio la vida sobre este planeta, pero poco a poco se van acotando los primeros eventos, como cuándo apareció la fotosíntesis por primera vez.
En diversos estudios se ha encontrado que las rocas de hace 3400 millones de años o más no presentan signos de que hubiera fotosíntesis entonces.
La fotosíntesis, al menos la habitual que descompone el agua y libera oxígeno, produce oxigeno libre que va a parar al agua y luego a la atmósfera. Este oxígeno oxidó el hierro de la época y se generaron rocas y minerales que de otro modo no estarían ahí.
Además se tienen pruebas de la existencia de vida sobre la Tierra hace por lo menos 3500 millones de años.
Ahora un grupo de investigadores de University of Wisconsin-Madison ha delimitado aún más el asunto de la primera fotosíntesis y encontrado pruebas claras de que esta ya operaba en los océanos terrestres hace 3200 millones de años. Hasta hace poco se creía que la presencia de oxígeno libre era muy escaso hasta hace 2400-2200 millones de años.
Esta cota de hace 3200 millones de años da un margen de tiempo relativamente pequeño desde la aparición de la vida hasta la fotosíntesis tal y como la conocemos.
Recordemos aquí que se cree que antes de que diera esta fotosíntesis ya había otra fotosíntesis que usaba el hidrógeno del sulfuro de de hidrógeno en lugar del hidrógeno del agua. En esta fotosíntesis del azufre (en la actualidad hay bacterias púrpuras que la realizan) no se produce oxígeno libre.
La presencia de oxígeno hace 3200 millones de años se ha encontrado en rocas de jaspe procedentes de la actual Sudáfrica, tipo de roca que está compuesta por cuarzo y oxido de hierro. La única fuente plausible para este oxígeno que oxidó el hierro es la fotosíntesis.
Lo más probable es que este oxígeno fotosintético lo produjeran cianobacterias organizadas en estromatolitos. Se han encontrado estromatotilos muy antiguos que parece que fueron formados por este tipo de bacterias fotosintéticas.
También hay que mencionar que esta nueva cota de 3200 millones de años es eso, una cota y que puede ser que se encuentren rocas más antiguas que muestren pruebas de la existencia de oxígeno libre en su época.
Las rocas de jaspe analizadas muestran unas estriaciones provocadas por cambios en la composición de los sedimentos que la formaron. El óxido de hierro que contiene algunas de estas rocas está en forma de grano fino que se formó debajo del nivel de las olas en agua con muy poca cantidad de oxígeno. Otras rocas del mismo tipo que se formaron en aguas someras bajo el influjo de las olas contienen más óxidos. El análisis isotópico del hierro permitió deducir cuánto oxígeno en el ambiente fue necesario para formar esos óxidos de hierro.
Estos resultados son confirmados además por la presencia de óxido de uranio, metal que sólo se disuelve en agua en forma de óxido. Este óxido penetró en las rocas analizadas hace unos 3200 millones de años.
De todos modos, la concentración de oxígeno en esa época era de sólo un 0,1 por ciento de la concentración actual de ese gas en los océanos. Sin embargo, ese gas no necesariamente estaba en la atmósfera o en aguas profundas, sino sólo en las aguas someras en donde vivían las cianobacterias y en donde era producido. Tal y como indican los análisis.
Como las muestras proceden de un testigo de perforación, no se puede afirmar que la fotosíntesis estaba o no muy extendida en la época. Pero se cree que, una vez apareció, posiblemente se dispersó por todos los mares del planeta, dadas las ventajas evolutivas que proporcionaba debido a los recursos prácticamente ilimitados con los que contaba.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Foto: David Tenenbaum/University of Wisconsin-Madison.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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8 Comentarios

  1. Pocosé:

    Pues otros 1000 millones de años más para la cianoxivenenosas bacterias, en aguas someras desafiando la ionizadas e ionizantes partículas del viento solar.
    Muy aventurado por mi parte sería proponer: Que tal vez, el constante barrido del viento solar podría mantener una atmósfera menos densa, que con unas temperaturas adecuadas produjera una mayor evaporación, generando una protectora cubierta nuboneblinosa.
    Supongo que el estudio habrá descartado que el oxigeno pudiera proceder de una electrolisis del agua provocada por las partículas del viento solar.
    Bueno, solo elucubraciones mías.

  2. tomás:

    Pues no sé, Pocosé, pero una leve atmósfera creada por el viento solar sobre las aguas, descomponiendo estas, máxime sin magnetosfera, sería inmediatamente barrida conforme fuese conseguida. No creo que diese lugar a ninguna neblina. Pero, claro, es sólo una opinión especulativa.

  3. Pocosé:

    Estimado amigo Tomás
    Si dejamos al planeta sin atmósfera y sin magnetosfera, en las aguas someras o llevaban corazas o las tasas de mutación serían muy altas. Aunque ambas cosas son posibles y no excluyentes: en los estromatolitos parte de la colonia estaría protegida por los carbonatos, quedando las zonas de crecimiento más expuestas, que con una mayor tasa de mutación darían lugar a una mayor diversidad genética.
    Pero no me cuadra del todo un planeta sin magnetósfera y sin atmósfera, de alguna manera se debieron estar compensando las perdidas por arrastre del viento solar: Emisiones volcánicas, evaporación marina, ambas, lluvias de meteoritos volátiles u otras. Y podremos seguir especulando hasta que alguien nos lo aclare o nos indique donde podríamos aclararnos.

  4. tomás:

    Amigo Pocosé: Naturalmente no puede descartarse tu teoría, pero es que yo pienso que ha habido un cambio. Me explico: los estromatolitos pudieron formarse,al principio, por ejemplo, a un metro de profundidad bajo el agua, donde la radiación debe ser prácticamente nula; esto, sin atmósfera. Algunos de los actuales, existen y creo que viven -además de los más comunes en las aguas someras marinas- en unos pocos lugares incluso con muy altas concentraciones salinas y con bastante menor protección atmosférica. El cambio a que me refiero es que, conforme se iba produciendo el oxígeno y los demás gases, de procedencia volcánica no oxidantes los estromatolitos fueron “asomando la nariz” hasta que la capa viva pudo formarse en la parte superior. Lo cierto es que, en algún momento, el viento solar, hubo de ser vencido por alguna atmósfera suficiente sin necesidad de campo magnético.
    Creo que eso podría aunar tu teoría con mis dudas.Si alguien nos echa una mano, bienvenida será.
    Un fuerte abrazo.

  5. apalankator:

    Perdonen que me inmiscuya, pero Venus tiene una atmósfera muy densa prácticamente sin magnetosfera. Se supone que la falta de campo magnético provocó la descomposición de su H2O, tal como pudo suceder en la Tierra en alguna época a menor escala.
    Creo que nuestro planeta tuvo que tener atmósfera desde su formación, porque si no, hubiera hervido el agua de la superficie y estaría ahora compuesta de vapor de agua, O2 y CO2, el H2 se hubiera perdido debido a su menor densidad. Y me parece coherente que la atmósfera haya estado siempre compuesta mayoritariamente de N2 tal como ahora.
    Saludos

  6. Pocosé:

    Gracias apalancator
    No me cuadraba una tierra sin atmosfera en ningun momento de su historia. El arrastre del viento solar no ha de ser muy significativo cuando hay una considerable gravedad. Otra cosa sería la profundidad y relevancia que alcanzarían sus efectos ionizantes y radioactivantes sin magnetosfera y está claro que no lo suficientemente como para esterilizar las aguas someras, pero quizás si para impedir una eclosión de organismos fotosintéticos, que si parece mas coincidente con la formación de la magnetosfera.

  7. Pocosé:

    Perdón amigo
    O te escribo con “c” o no paso el filtro.
    Abrazos y o saludos

  8. tomás:

    Todos tenemos un poquito de razón, pero basta ya de elucubrar por nuestra cuenta. Me he ido a buscar y he encontrado:

    1º.- Al principio creó Dios los cielos y la Tierra… ¡Mecachis! Me he
    equivocado de libro y me he ido a la Biblia. Empiezo otra vez.
    1º.- Se forma la Tierra de la nebulosa original y por la acción solar
    pierde los gases más ligeros, H y He, especialmente, pero
    también los demás.
    2º.- Aunque la Tierra se va enfriando, el vulcanismo es tremendo -lo
    que contribuye al enfriamiento-. Este enfriamiento lleva a la
    solidificación en superficie.
    3º.- Las emanaciones volcánicas aportan vapor de agua, CO2, N2, HCl,
    SO2 y otros gases, que forman una atmósfera.
    4º.- Al enfriarse más, el vapor de agua se condensa dando lugar a unas
    lluvias -¡eso era llover!- que para qué. El Diluvio Universal fue
    luego como una gotichuela al lado de esto. (Vaya, ya he vuelto a
    la Biblia). Los bomberos estaban hartos de tanto achicar, así que
    se rindieron y, claro, se acumularon las aguas y se formaron los
    océanos, los mares, lagos, ríos y todo eso.
    5º.- Mientras los volcanes eruptaban (creo que no se dice así, pero se
    entiende) lo suyo, caían cometas con su carga de agua helada.
    Unos pedruscos descomunales (otra razón para que los bomberos se
    marcharan). Estos cometas también aportaron mucha agua a la
    Tierra.
    6º.- Aparición de la vida sin O2. Pero esta cuestión ya se las trae.
    Sobre todo por la inquina entre LUCA y mi PACU, que no se
    soportan.
    7º.- Oxigenación oceánica, oxidación oceánica con saturación y salida
    del O2 a la atmósfera.

    Y si se acepta así, arreglado. Abrazos y saludos para todos.

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