Investigación dirigida por la Universidad de St Andrews y publicada ayer (lunes 6 de febrero) en Naturaleza - proporciona una nueva perspectiva sobre cómo evolucionó la vida junto con los cambios en la química de la superficie de la Tierra. Estos investigadores examinaron los registros geoquímicos del 'Gran Evento de Oxidación' de la Tierra hace 2.300 millones de años. y capturó por primera vez la respuesta del ciclo del nitrógeno a esta importante transición en el medio ambiente de la superficie de la Tierra.

El estudio, que fue dirigido por el Dr. Aubrey Zerkle de la Escuela de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente en St Andrews, llena una brecha de ~ 400 millones de años en los registros geoquímicos de un cambio dramático que ocurrió a la mitad de la historia de la Tierra, cuando el oxígeno (O2) se acumuló por primera vez en la atmósfera.

El Dr. Zerkle explicó:"El 'Gran Evento de Oxidación' fue posiblemente el cambio ambiental más dramático en la historia de la Tierra. Fue fundamental para el desarrollo del ambiente hospitalario que habitamos hoy, ya que era un requisito previo para la evolución de los animales que universalmente requieren O2 para vivir.

"Los trastornos catastróficos en las condiciones de la superficie del pasado, como estos, brindan una ventana crítica para que los científicos de la Tierra estudien cómo responde la biosfera al cambio ambiental. Comprender cómo respondió la vida en este planeta a los cambios geoquímicos en el pasado nos ayudará a predecir más claramente la respuesta a cambios futuros, incluido el calentamiento del clima de la Tierra. También informará nuestra búsqueda de planetas habitables en otros sistemas solares ".

‌Los núcleos de roca que estudiaron la Dra.Zerkle y sus colegas, de la National Core Library en Donkerhoek, Sudáfrica, se han utilizado recientemente para fechar la ocurrencia del Gran Evento de Oxidación, y ofrecer información clave sobre cómo este evento afectó la disponibilidad de nitrógeno. El nitrógeno es un elemento esencial en todos los organismos vivos, requerido para la formación de proteínas, aminoácidos, ADN y ARN. Como "nutriente" clave, el nitrógeno, por lo tanto, controla la productividad primaria global, que a su vez regula el clima, meteorización, y la cantidad de oxígeno en la superficie de la Tierra.

A pesar de la importancia del nitrógeno para la vida, Existían lagunas importantes en los registros geoquímicos anteriores de cómo el ciclo del nitrógeno ha respondido a eventos críticos en la historia de la Tierra. El resultado de la investigación del Dr. Zerkle es un conjunto único de registros de alta resolución de isótopos de nitrógeno en rocas sedimentarias que registran las condiciones ambientales durante el Gran Evento de Oxidación. Estos registros detallados documentan el inicio inmediato de un ecosistema impulsado por nitratos de estilo moderno, apareciendo simultáneamente con la primera evidencia de O2 en la atmósfera.

Ella explicó:"Nuestros datos muestran la primera aparición de nitrato generalizado, que podría haber estimulado la rápida diversificación de organismos complejos, pisándole los talones a la oxigenación global. Los bloques de construcción aparentemente estaban en su lugar, la pregunta que queda es por qué la evolución eucariota aparentemente se estancó por otros mil millones o más de años ".

Los resultados están respaldados por un estudio reciente de isótopos de selenio en el mismo intervalo de tiempo realizado por investigadores como la Dra. Eva Stüeken de la Universidad de St Andrews. El Dr. Stüeken y sus colegas encontraron que el ciclo del selenio estaba perturbado de una manera que solo puede explicarse por una expansión de oxígeno en la superficie del océano, lo suficiente como para generar nitrato y potencialmente sustentar una vida compleja. Dr. Andrey Bekker de UC-Riverside, quien fue coautor de ambos estudios, explicó:"Ahora sabemos que las condiciones redox eran favorables para que la vida compleja evolucionara inmediatamente después del Gran Evento de Oxidación. La pregunta es si los eucariotas no evolucionaron en el Paleoproterozoico temprano, ¿Cuáles son los otros controles intrínsecos que determinan la evolución de la vida? "