NeoFronteras

A partir de la información genética deducen una posible explicación al periodo de bola de nieve y a la aparición de la vida compleja en la Tierra.

Explosión de plancton en el canal de Capricornio de la costa australiana provocada por Trichodesmium, una cianobacteria fotosintética y fijadora de nitrógeno. Fuente: NASA.

Durante 3000 millones de años la vida en la Tierra fue muy aburrida y estrictamente microbiana. Se cree que un factor que facilitó la aparición de vida compleja, hace 600 millones de años, fue el aumento de los niveles de oxígeno libre, presumiblemente a través de la fotosíntesis.
Por aquella época también hubo un periodo de “bola de nieva” en el que el planeta estuvo casi completamente helado. No sé sabe bien la relación de este periodo climático tan dramático con el aumento de oxígeno y la explosión de vida animal.
Un estudio reciente realizado por Patricia Sanchez Baracaldo (University of Bristol) y sus colaboradores muestra el posible papel del nitrógeno en ese escenario.
La fotosíntesis produce oxígeno libre, pero hay un factor importante que limita el crecimiento de los seres fotosintéticos: el nitrógeno. Este elemento es imprescindible para la síntesis de biomoléculas. Es abundante en la atmósfera, pero es químicamente poco reactivo. Las plantas sólo lo pueden asimilar a partir de los nitratos que hay en el suelo.
Todo el nitrógeno que forma parte de las moléculas orgánicas (incluido el de las proteínas de nuestro cuerpo) procede en última instancia del nitrógeno atmosférico que ha sido fijado por microorganismos del tipo cianobacterias o algunos hongos.
La hipótesis que se sugiere ahora es que, justo antes de que subieran los niveles de oxígeno libre, el plancton fue súbitamente fertilizado gracias a una proliferación de fijadores de nitrógeno que tomaban nitrógeno directamente de la atmósfera, lo que cambió el ciclo del carbono para siempre.
Este grupo de investigadores ha usado datos genéticos para reconstruir la relación entre las cianobacterias que, en época, habrían producido en los océanos grandes cantidad de oxígeno libre gracias a la fotosíntesis.
Algunas de estas cianobacterias además fijaban nitrógeno atmosférico en suficiente cantidad como para alimentar el ciclo del nitrógeno en los mares, fertilizando así los océanos.
Los resultados del análisis dicen que estas especies fijadoras de nitrógeno aparecieron hace 800 millones de años, justo antes que subieran los niveles de oxígeno. Esta fijación masiva de nitrógeno se habría dado, por tanto, justo antes de la glaciación global conocida como periodo de bola de nieve.
Según Patricia Sanchez, aunque los microorganismos fotosintéticos (cianobacterias) estuvieron sobre la Tierra durante al menos 1500 millones de años antes de ese evento, sólo hace 800 millones de años las cianobacterias fueron capaces de colonizar vastas regiones de los océanos y ser fertilizadas por una cantidad de nitrógeno suficiente. Esto habría facilitado el gran salto en la evolución sobre la Tierra al permitir la aparición se seres complejos.
Según esta investigadora la fijación del nitrógeno habría desempeñado un papel fundamental en el proceso.
Una vez más, vemos cómo los microorganismos contribuyeron a hacer habitable este planeta, sentando las bases para la aparición de la vida compleja, los seres pluricelulares y, en última instancia, nosotros.
Aunque se necesita más investigación al respecto, quizás estos cambios evolutivos, que dieron lugar a la proliferación en la fijación del nitrógeno y la subsiguiente aceleración de la fotosíntesis, actuaran de disparador de la glaciación global al acumularse el carbono en los sedimentos marinos a una escala mucho mayor. Este proceso retiraría dióxido de carbono de la atmósfera, lo que provocaría una bajada de la temperatura global al reducirse el efecto invernadero proporcionado por este gas.
Lo más fascinante quizás sea que esta información, que ha permitido desvelar uno de los episodios más importantes en la historia evolutiva de este planeta, ha sido desvelada gracias al estudio de los datos genéticos de organismos vivos actuales.
En los genomas de los seres actualmente vivos se encuentra escrita gran parte de la historia evolutiva en la Tierra y nosotros, los humanos, somos ya capaces de leerla.

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