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Cómo los niveles fluctuantes de oxígeno pueden haber acelerado la evolución animal en la Tierra

Registros fósiles de animales primitivos de la Reserva Ecológica Mistaken Point en Canadá. CRÉDITO Dra. Emily. G. Mitchell – Universidad de Cambridge

Según una nueva investigación, los niveles de oxígeno en la atmósfera de la Tierra probablemente «fluctuaron enormemente» hace mil millones de años, creando condiciones que podrían haber acelerado el desarrollo de la vida animal primitiva.

Los científicos creen que el oxígeno atmosférico se desarrolló en tres etapas, comenzando con lo que se conoce como el Gran Evento de Oxidación hace unos dos mil millones de años, cuando el oxígeno apareció por primera vez en la atmósfera. La tercera etapa, hace unos 400 millones de años, vio aumentar el oxígeno atmosférico a los niveles que existen hoy.

Lo que es incierto es lo que sucedió durante la segunda etapa, en un tiempo conocido como Era Neoproterozoica, que comenzó hace unos mil millones de años y duró unos 500 millones de años, tiempo durante el cual surgieron las primeras formas de vida animal.

La pregunta que los científicos han tratado de responder es: ¿Hubo algo extraordinario en los cambios en los niveles de oxígeno en la era Neoproterozoica que podría haber jugado un papel central en la evolución temprana de los animales? ¿Los niveles de oxígeno aumentaron repentinamente o hubo un aumento gradual?

Se han encontrado rastros fosilizados de animales primitivos, conocidos como biota de Ediacara, organismos multicelulares que requieren oxígeno, en rocas sedimentarias de entre 541 y 635 millones de años.

En un intento de responder a la pregunta, un equipo de investigación de la Universidad de Leeds, apoyado por las universidades de Lyon, Exeter y UCL, utilizó mediciones de las diferentes formas de carbono, o isótopos de carbono, que se encuentran en rocas calizas extraídas de mares poco profundos. Basándose en las proporciones isotópicas de los diferentes tipos de carbono encontrados, los investigadores pudieron calcular los niveles de fotosíntesis que existían hace millones de años y deducir los niveles de oxígeno atmosférico.

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Usando los cálculos, pudieron producir un registro de los niveles de oxígeno en la atmósfera durante los últimos 1.500 millones de años, lo que nos dice cuánto oxígeno se habría difundido en el océano para sustentar la vida marina primitiva.

El Dr. Alex Krause, un modelador biogeoquímico que completó su doctorado en la Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente en Leeds y fue el científico principal del proyecto, dijo que los resultados brindan una nueva perspectiva sobre cómo cambian los niveles de oxígeno en la Tierra.

Agregó: “La Tierra primitiva, durante los primeros dos mil millones de años de su existencia, era anóxica, carente de oxígeno atmosférico. Luego, los niveles de oxígeno comenzaron a aumentar, lo que se conoce como el Gran Evento de Oxidación.

“Hasta ahora, los científicos pensaban que después del Gran Evento de Oxidación, los niveles de oxígeno eran bajos y luego se disparaban justo antes de que viéramos evolucionar a los primeros animales, o que los niveles de oxígeno se criaron durante varios millones de años antes de la llegada de los animales.

«Pero nuestro estudio muestra que los niveles de oxígeno eran mucho más dinámicos. Hubo una oscilación entre los niveles altos y bajos de oxígeno durante mucho tiempo antes de que surgieran las primeras formas de vida animal. Vemos períodos en los que el ambiente oceánico, donde vivieron los primeros animales, habría tenido oxígeno en abundancia, y luego momentos en los que no lo tuvo.

El Dr. Benjamin Mills, que dirige el Grupo de Modelado de la Evolución de la Tierra en Leeds y supervisó el proyecto, dijo: «Este cambio periódico en las condiciones ambientales habría producido presiones evolutivas en las que algunas formas de vida podrían haberse extinguido y otras nuevas podrían haber surgido».

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El Dr. Mills dijo que los períodos oxigenados expandieron lo que se conoce como «espacios habitables», partes del océano donde los niveles de oxígeno habrían sido lo suficientemente altos como para sustentar las primeras formas de vida animal.

Él dijo: “Se ha propuesto en la teoría ecológica que cuando tienes un espacio habitable que se expande y se contrae, puede soportar cambios rápidos en la diversidad de la vida biológica.

«Cuando los niveles de oxígeno caen, existe una fuerte presión ambiental sobre algunos organismos, lo que podría conducir a la extinción. Y cuando las aguas ricas en oxígeno se expanden, el nuevo espacio permite a los sobrevivientes lograr el dominio ecológico».

«Estos espacios habitables ampliados habrían durado millones de años, dando a los ecosistemas mucho tiempo para desarrollarse».

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