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Nueva teoría sugiere que los microbios y minerales del océano pueden haber oxigenado la Tierra

La mayor parte de la vida en la Tierra se puede dividir ampliamente en consumidores de oxígeno y productores de oxígeno.

Este delicado equilibrio entre los que dan y los que toman mantiene la concentración de oxígeno en la atmósfera de nuestro planeta en torno al 21%. Y, sin embargo, no siempre ha sido así.

Durante los primeros mil millones de años de existencia de la Tierra, el oxígeno era relativamente escaso. Luego, aparentemente de la nada, el gas diatómico se elevó de repente.

Se administró más oxígeno del que se ingirió, pero ¿cómo y por qué sucedió esto?

Los científicos han estado reflexionando sobre estos misterios durante años, y los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) tienen una nueva hipótesis. Quizás algunos microbios distinguieron entre productores y consumidores de oxígeno.

Se sabe que los microbios del océano profundo usan oxígeno para descomponer la materia orgánica. Pero, ¿y si otro microbio mordiera el oxígeno del océano antes de que otros consumidores pudieran acceder a él?

Teóricamente, si un microbio solo oxida parcialmente la materia orgánica, existe una buena posibilidad de que los restos se unan químicamente a los minerales en los sedimentos oceánicos.

Este entierro de oxígeno evitaría que la materia orgánica se oxide por completo mientras es descompuesta por microbios más voraces. Como tal, el oxígeno tendría la oportunidad de acumularse en el agua antes de fluir a la atmósfera. Luego, el océano puede absorberlo nuevamente, creando un ciclo de retroalimentación positiva.

«Esto nos llevó a preguntarnos si existe un metabolismo microbiano que produzca POOM (materia orgánica parcialmente oxidada)». recordar geobiólogo Gregory Fourier.

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Resulta que lo había. Buscando en la literatura científica, Fourier y sus colegas, Haitao Shang y Daniel Rothman, aterrizaron en un grupo bacteriano conocido como SAR202.

Este grupo moderno de bacterias puede oxidar parcialmente la materia orgánica en los océanos profundos de hoy. Puede hacerlo a través de una enzima conocida como monooxigenasa de Baeyer-Villiger o BVMO.

Al rastrear el linaje genético de esta enzima, los autores descubrieron que existía entre los microbios que evolucionaron antes del gran evento de oxidación.

Además, los picos de oxígeno de la Tierra primitiva parecen coincidir con la expansión de este gen. En otras palabras, a medida que la capacidad de oxidar parcialmente la materia orgánica se extendió entre los microbios, también hubo un aumento en los niveles de oxígeno atmosférico.

El momento podría ser una coincidencia, o podría implicar que los microbios con estos genes ayudaron a desencadenar el gran evento de oxidación.

A medida que el oxígeno se hizo más disponible en el medio ambiente, probablemente apoyó la diversificación de metabolismos oxidativos similares en otros microbios.

“Puede parecer contradictorio: los procesos metabólicos oxidativos, después de todo, consumen O2”, explican los autores. escribe.

«Sin embargo, una retroalimentación positiva potencialmente importante es la interacción de los productos metabólicos oxidados con los minerales en ambientes sedimentarios».

La materia orgánica parcialmente oxidada se une más estrechamente a las superficies minerales en los sedimentos oceánicos. Esto significa que las enzimas de los microbios no pueden acceder a él tan fácilmente.

Por lo tanto, el oxígeno enterrado puede persistir durante grandes escalas de tiempo geológicas, lo que en última instancia conduce a la acumulación de oxígeno en los océanos y la atmósfera de la Tierra.

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En algún momento, este ciclo de retroalimentación positiva se habría equilibrado con un 21 % de oxígeno en la atmósfera, probablemente cuando hayan evolucionado suficientes formas de vida para comenzar a consumir el elemento.

Desde entonces, se ha establecido la escala entre consumidores y productores de oxígeno.

Otra estudio reciente apoya esta hipótesis, lo que sugiere que el entierro de materia orgánica en un ambiente con poco oxígeno desempeñó un papel más importante de lo que pensábamos en el gran evento de oxigenación de la Tierra.

En vez de bacterias fotosintéticas que oxigenan la atmósfera y luego el océanoy si los minerales del océano oxigenaran la atmósfera?

Se necesita más investigación para desarrollar estas ideas, pero hasta ahora parecen posibles explicaciones.

“Proponer un nuevo método y mostrar evidencia de su plausibilidad es el primer paso, pero importante”, agregó. dijo Fournier. «Hemos identificado esto como una teoría digna de estudio».

El estudio fue publicado en Naturaleza Comunicación.