El misterio de la Gran Oxidación

Durante los primeros 2.000 millones de años de la historia de la Tierra, apenas había oxígeno en el aire. Aunque algunos microbios realizaban la fotosíntesis en la última parte de este periodo, el oxígeno aún no se había acumulado en concentraciones que pudieran afectar a la biosfera global.

Pero hace unos 2.300 millones de años, este equilibrio estable de bajo oxígeno cambió y el oxígeno empezó a acumularse en la atmósfera, hasta alcanzar las concentraciones actuales que respiramos hoy y que permiten la existencia de casi todas las especies de vida. Esta rápida acumulación de oxígeno en el medio ambiente se conoce como la Gran Oxidación. Lo que desencadenó este acontecimiento y sacó al planeta de su estado de bajo oxígeno es uno de los grandes misterios de la ciencia.

Las concentraciones actuales de oxígeno en la atmósfera son el fruto de un equilibrio estable entre los procesos que producen oxígeno y los que lo consumen. Antes de la Gran Oxidación, la atmósfera mantenía un equilibrio diferente, con productores y consumidores de oxígeno en equilibrio, pero de una manera que no dejaba mucho oxígeno extra para la atmósfera.

¿Qué pudo empujar al planeta de un estado estable y deficiente en oxígeno a otro estado estable y rico en oxígeno?

Una nueva hipótesis, propuesta por el equipo de Daniel Rothman, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, sugiere que el oxígeno empezó a acumularse finalmente en la atmósfera gracias a las interacciones entre ciertos microbios marinos y los minerales de los sedimentos oceánicos. Estas interacciones ayudaron a evitar que el oxígeno se consumiera, poniendo en marcha un proceso de autoamplificación en el que cada vez había más oxígeno disponible para acumularse en la atmósfera.

Hace unos 2.300 millones de años, el oxígeno comenzó a acumularse en la atmósfera, permitiendo que nuevas y más complejas formas de vida prosperasen, y alcanzando finalmente las concentraciones atmosféricas que hoy en día son típicas. La nueva hipótesis sugiere cuál fue el mecanismo que hizo que ocurriera esto. En la imagen, ejemplos de organismos del Paleoproterozoico. (Imagen: MIT News. CC BY-NC-ND 3.0)

Rothman y sus colegas han confeccionado su hipótesis con la ayuda de análisis matemáticos y evolutivos. Estos demuestran que, efectivamente, había microbios que existían antes de la Gran Oxidación y que desarrollaron la capacidad de interactuar con los sedimentos de la forma que los investigadores han propuesto.

Su estudio es el primero que relaciona la coevolución de microbios con minerales en el marco del proceso de oxigenación de la Tierra. (Fuente: NCYT de Amazings)