Los microbios antiguos pueden haber estado produciendo oxígeno a través de la fotosíntesis mil millones de años antes de lo que pensábamos, lo que significa que el oxígeno estaba disponible para organismos vivos muy cercanos al origen de la vida en la tierra. En un nuevo artículo en Heliyon , Un investigador del Imperial College de Londres estudió las máquinas moleculares responsables de la fotosíntesis y descubrió que el proceso pudo haber evolucionado hace 3.600 millones de años.

El autor del estudio, Dr. Tanai Cardona, dice que la investigación puede ayudar a resolver la controversia sobre cuándo los organismos comenzaron a producir oxígeno, algo que fue vital para la evolución de la vida en la tierra. También sugiere que los microorganismos que antes creíamos que eran los primeros en producir oxígeno, las cianobacterias, evolucionaron más tarde. y que las bacterias más simples producían oxígeno primero.

"Mis resultados significan que el proceso que sustenta a casi toda la vida en la tierra hoy en día puede haber estado haciéndolo durante mucho más tiempo de lo que pensamos, ", dijo el Dr. Cardona." Puede haber sido que la disponibilidad temprana de oxígeno fue lo que permitió a los microbios diversificarse y dominar el mundo durante miles de millones de años. Lo que permitió a los microbios escapar de la cuna donde surgió la vida y conquistar cada rincón de este mundo, hace más de 3.000 millones de años ".

La fotosíntesis es el proceso que sostiene la vida compleja en la tierra:todo el oxígeno de nuestro planeta proviene de la fotosíntesis. Hay dos tipos de fotosíntesis:oxigenada y anoxigénica. La fotosíntesis oxigénica utiliza energía luminosa para dividir las moléculas de agua, liberando oxígeno, electrones y protones. La fotosíntesis anoxigénica utiliza compuestos como sulfuro de hidrógeno o minerales como hierro o arsénico en lugar de agua. y no produce oxígeno.

Previamente, Los científicos creían que la anoxigénica evolucionó mucho antes de la fotosíntesis oxigénica, y que la atmósfera terrestre no contenía oxígeno hasta hace unos 2.4 a 3.000 millones de años. Sin embargo, el nuevo estudio sugiere que el origen de la fotosíntesis oxigénica puede haber sido hasta mil millones de años antes, lo que significa que la vida compleja también habría podido evolucionar antes.

El Dr. Cardona quería saber cuándo se originó la fotosíntesis oxigénica. En lugar de intentar detectar oxígeno en rocas antiguas, que es lo que se había hecho anteriormente, miró profundamente dentro de las máquinas moleculares que llevan a cabo la fotosíntesis, que son enzimas complejas llamadas fotosistemas. Tanto la fotosíntesis oxigenada como la anoxigénica utilizan una enzima llamada Fotosistema I. El núcleo de la enzima se ve diferente en los dos tipos de fotosíntesis, y al estudiar cuánto tiempo hace que los genes evolucionaron para ser diferentes, El Dr. Cardona pudo averiguar cuándo ocurrió la fotosíntesis oxidativa por primera vez.

Encontró que las diferencias en los genes pueden haber ocurrido hace más de 3.400 millones de años, mucho antes de que se pensara que se había producido por primera vez oxígeno en la Tierra. Esto también es mucho antes de que existieran las cianobacterias, microbios que se pensaba que eran los primeros organismos en producir oxígeno. Esto significa que debe haber habido predecesores, como las primeras bacterias, que desde entonces han evolucionado para llevar a cabo la fotosíntesis anoxigénica.

"Esta es la primera vez que alguien ha intentado medir el tiempo de la evolución de los fotosistemas, "dijo el Dr. Cardona." El resultado sugiere la posibilidad de que la fotosíntesis oxigenada, el proceso que ha producido todo el oxígeno en la tierra, en realidad comenzó en una etapa muy temprana de la historia evolutiva de la vida; ayuda a resolver una de las grandes controversias de la biología actual ".

Un hallazgo sorprendente fue que la evolución del fotosistema no fue lineal. Se sabe que los fotosistemas evolucionan muy lentamente; lo han hecho desde que aparecieron las cianobacterias hace al menos 2.400 millones de años. Pero cuando el Dr. Cardona usó esa lenta tasa de evolución para calcular el origen de la fotosíntesis, se le ocurrió una fecha que era más antigua que la tierra misma. Esto significa que el fotosistema debe haber evolucionado mucho más rápido al principio, algo que una investigación reciente sugiere que se debe a que el planeta está más caliente.

"Todavía hay mucho que no sabemos sobre por qué la vida es como es y cómo se originó la mayoría de los procesos biológicos, ", dijo el Dr. Cardona." A veces, nuestras conjeturas mejor fundadas ni siquiera se acercan a representar lo que realmente sucedió hace tanto tiempo ".

El Dr. Cardona espera que sus hallazgos también puedan ayudar a los científicos que buscan vida en otros planetas a responder algunas de sus preguntas más importantes.