Hace unos 3600 millones de años, nuestro planeta ya contaba con una fuente de oxígeno que podía ser utilizada por los primeros organismos, lo cual indica que el origen de la fotosíntesis oxigénica ya tenía lugar unos mil millones de años antes de lo que se pensaba, lo que viene siendo poco después del surgimiento de la vida en la Tierra, según ha descubierto Tanai Cardona, un bioquímico del Departamento de Ciencias de la Vida del Imperial College de Londres, tras un estudio publicado en la revista “Heliyon”.
Este hallazgo podría cambiar las ideas de cómo y cuándo evolucionó la vida compleja en la Tierra, y con qué probabilidad puede evolucionar en otros planetas.
Dos tipos de fotosíntesis con distinto origen
La fotosíntesis es el proceso que sostiene la vida compleja en la Tierra, puesto que todo el oxígeno del planeta proviene de ella. Existen dos variedades de fotosíntesis: la oxigénica, en la que se aprovecha la energía solar para romper las moléculas de agua, lo que libera electrones, protones y oxígeno; y la anoxigénica, donde no se produce oxígeno y se aprovechan otros compuestos y minerales, como el ácido sulfhídrico, el hierro o el arsénico.
En general, la postura más extendida es que este segundo tipo de fotosíntesis (la anoxigénica) apareció mucho antes que el primero y que, de hecho, la atmósfera terrestre no contuvo oxígeno hasta hace entre 2.400 y 3.000 millones de años. Los niveles de oxígeno aumentaron dramáticamente en la atmósfera y algunos científicos piensan que fue debido a los organismos llamados cianobacterias, los cuales se pensaba que dieron origen a la fotosíntesis oxigénica.
No obstante, Cardona apunta que el origen de la fotosíntesis oxigénica puede remontarse a unos 1.000 millones de años atrás, lo que significa que la vida compleja también podría haber evolucionado antes. Por lo que se ha sugerido que formas más simples de fotosíntesis oxigénicas podrían haber existido antes de las cianobacterias.
Descubriendo la evolución de las proteínas que dieron lugar al origen de la fotosíntesis oxigénica
Cardona sostiene que unas bacterias aún más simples fabricaron el oxígeno antes que las cianobacterias. “Los procesos que sostienen la mayor parte de la vida en la Tierra podrían haber venido dándose desde mucho antes de lo que sospechamos. La disponibilidad de oxígeno en una época tan temprana permitió a los microbios diversificarse y dominar el planeta durante millones y millones de años; es, en esencia, lo que facilitó que abandonaran la cuna en la que se originó la vida y que se extendieran por todos los rincones del globo”, explica Cardona en un comunicado.
Cardona quiso saber cuándo fue el origen de la fotosíntesis oxigénica. Para ello, en lugar de tratar de detectar el oxígeno en las rocas antiguas, que es lo que se había hecho anteriormente, miró en el interior de las máquinas moleculares que llevan a cabo la fotosíntesis: enzimas o proteínas complejas llamadas fotosistemas, en los que se encuentran los pigmentos fotosintéticos que participan en la transformación de la energía lumínica.
Aunque las citadas fotosíntesis oxigénica y anoxigénica emplean una enzima denominada fotosistema 1, ésta presenta ciertas variaciones en una y en otra. El núcleo de la enzima se ve diferente en los dos tipos de fotosíntesis, por lo que si se estudia cuánto tiempo hace que los genes evolucionaron para ser diferentes, se podría calcular cuándo ocurrió por primera vez la fotosíntesis oxigénica.
Pues bien, Cardona descubrió que esos cambios ocurrieron hace alrededor de 3.600 millones de años, mucho antes de que se supusiera que el oxígeno se había producido por primera vez en la Tierra, lo cual también es mucho antes de que existieran las cianobacterias.
«Ésta es la primera vez que alguien intenta medir la evolución de los fotosistemas», apunta Cardona, quien añade: «El resultado insinúa la posibilidad de que la fotosíntesis oxigénica, el proceso que ha producido todo el oxígeno en la Tierra, realmente comenzó en una etapa muy temprana de la historia evolutiva de la vida y esto ayuda a resolver una de las grandes controversias de la biología actual».
Ahora, usando la variación conocida en los códigos genéticos del fotosistema en todas las especies vivas hoy en día, están tratando de recomponer el código genético del fotosistema ancestral.
Este hallazgo arrojará algo de luz sobre el origen del oxígeno biogénico, un aspecto fundamental para entender la evolución de la vida en nuestro mundo. Asimismo, Cardona espera que sus hallazgos sirvan de ayuda a los astrobiólogos que buscan indicios de vida en otros planetas. Si la fotosíntesis oxigénica evolucionó pronto, podría significar que es un proceso relativamente simple para evolucionar. La probabilidad de que emerja una vida compleja en un exoplaneta distante puede ser bastante alta.
Fuente principal: Muy Interesante
