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Dos eventos de incremento de oxigeno en los océanos de la Tierra primitiva pudieron disparar la aparición de vida compleja sobre el planeta.

Fósiles eucariotas de más de 550 millones de años y de 0.15mm de diámetro encontrados en la formación Doushantuo en China. Foto: Shuhai Xiao.

Datos geológicos de alta resolución de la formación Doushantuo indican que la súbita diversificación de eucariotas en la llamada explosión de Ávalon, e inmediatamente anterior a la del Cámbrico, pudo deberse a dos episodios de oxigenación de los mares de Ediacara.
El aumento de oxígeno en los mares de la Tierra se dio entre hace 635 y 551 millones de años y pudo tener impacto sobre el aumento, difusión y diversificación de las primeras formas de vida compleja, incluyendo a los primeros animales pluricelulares de los cuales procedemos. Recientemente se ha especulado que quizás la presencia abundante de oxígeno jugó un importante papel en la explosión del Cámbrico o de la explosión previa de Ávalon. Ahora encuentran más pruebas en ese sentido.
Hoy damos por sentado la presencia de oxígeno sobre la Tierra, pero la atmósfera terrestre casi no contenía este gas hace 2500 millones de años. El oxígeno era producido por la fotosíntesis, pero mucho de él reaccionaba con las rocas y el entorno, fijándose químicamente y dejando de ser oxígeno libre. Hasta hace sólo 600 millones de años la presencia de este gas no subió hasta una fracción del nivel actual.
Para comprobar la interacción entre evolución biológica y cambio medioambiental, un equipo internacional, en el que trabajan científicos de varias universidades, ha estudiado sedimentos en franjas de terreno de entre hace 635 a 551 millones de años procedentes de la formación Doushantuo, en las gargantas del río Yangtze en China. En ese tiempo esa región era un antiguo mar sobre cuyo lecho se iban depositando capas de sedimentos.
Para determinar si había suficiente oxígeno como para mantener la vida animal en el océano primitivo los investigadores buscaron pruebas geoquímicas en las rocas. Como hipótesis supusieron que había carbono orgánico disuelto en los océanos de la época cuando los niveles de oxígeno eran bajos. Si el nivel de oxígeno subió, éste carbono se habría oxidado hasta su forma inorgánica y parte pasaría a formar carbonato cálcico en el registro geológico de rocas. La medida de los isótopos de carbono en estas rocas permitiría inferir posibles eventos de oxigenación.
Las capas de sedimentos expuestas por la presa de las Tres Gargantas representan millones de años de depósitos. Los investigadores recolectaron muestras del lugar a lo largo de los taludes de las carreteras que se llevaron a tres laboratorios. En ellos, y tras un tratamiento químico en el que extrajeron dióxido de carbono, fue medida la proporción isotópica de carbono con un espectrómetro de masas.
La abundancia relativa entre los isótopos 12 y 13 de este elemento, ambos estables y que no decaen en el tiempo, proporciona pistas sobre los procesos medioambientales que tuvieron lugar por aquel entonces y que han quedado registrados a los largo de las capas de rocas analizadas.
El análisis de los datos sugiere una ausencia de oxígeno antes de que aparecieran los animales complejos seguido de dos pulsos discretos de oxígeno.
El primer pulso tuvo aparentemente poco impacto en la reserva de carbono de los océanos de la época, pero pudo facilitar cambios en las formas microscópicas de vida. El segundo evento ocurrió hace 550 millones de años y tuvo un efecto importante sobre la reserva de carbono, lo que indica que los océanos de la época se oxidaron antes de la evolución y diversificación de la vida animal compleja conocida como explosión del Cámbrico.
Según los investigadores la formación Doushantuo contiene un registro fósil rico que permite estudiar los grupos de fósiles más importantes, cuándo aparecieron y cuándo desaparecieron, y ver la relación entre los eventos de oxidación y los grupos biológicos.
El estudio apoya la idea de que la vida y el ambiente coevolucionaron a lo largo de este tumultuoso periodo la historia de la Tierra.
Además el estudio del registro fósil permite a los autores afirmar que el primer evento oxidativo se puede asociar a la aparición de vida animal microscópica. Algunos de los fósiles encontrados son considerados los embriones fósiles más antiguos conocidos. El segundo evento coincide con un aumento dramático de la presencia de algas complejas. Ambos coinciden con un aumento en la biodiversidad, doblándose el número de especies en el registro fósil.
Después de este segundo evento, entre hace 550 y 524 millones de años, se dio la presencia de organismos ediacarenses y cámbricos por todo el planeta, que son considerados como los primeros organismos complejos que aparecieron o, que por lo menos, dejaron huella mineral en el registro fósil. Al primero de estos eventos explosivos de biodiversidad se le conoce recientemente como explosión de Ávalon, fue previo a la explosión del Cámbrico (entre hace 540 – 524 millones de años) y cuya magnitud siempre ha sorprendido a expertos y profanos.
Los autores no dicen qué provocó estos episodios de aumento de oxígeno o la proliferación de algas, pero parece ser que sin ellos, ni éste que escribe, ni usted lector que lee esto, estaríamos aquí.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa en Virginia Tech.
Pulsed oxidation and biological evolution in the Ediacaran Doushantuo Formation (resumen).
Proponen explosión previa a la del Cámbrico.