Investigadores del MIT han encontrado evidencia de que algunas formas de vida temprana comenzaron a usar oxígeno cientos de millones de años antes de que se acumulara en la atmósfera de la Tierra. El estudio rastrea una enzima clave procesadora de oxígeno hasta la era mesoarqueana, lo que sugiere que los microbios consumían el oxígeno producido por cianobacterias. Este descubrimiento desafía las comprensiones previas sobre la cronología de la respiración aeróbica.
El oxígeno se convirtió en una parte estable de la atmósfera de la Tierra hace unos 2.300 millones de años durante el Gran Evento de Oxidación, lo que permitió la evolución de organismos que respiran oxígeno. Sin embargo, las cianobacterias, los primeros productores de oxígeno conocidos, surgieron hace unos 2.900 millones de años, generando oxígeno mediante fotosíntesis durante cientos de millones de años previos a ello. Un nuevo estudio de geobiólogos del MIT aborda por qué los niveles de oxígeno permanecieron bajos a pesar de esta producción. Publicado en Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, la investigación examinó las reductasas de oxígeno de heme cobre, enzimas esenciales para la respiración aeróbica que convierten el oxígeno en agua. Estas enzimas están presentes en la mayoría de los organismos modernos que respiran oxígeno, desde bacterias hasta humanos. El equipo analizó secuencias genéticas de miles de especies, mapeándolas en un árbol evolutivo de la vida y utilizando evidencia fósil para datar las ramas. Su análisis indica que la enzima evolucionó por primera vez durante el mesoarqueano, de 3.200 a 2.800 millones de años atrás, varios cientos de millones de años antes del Gran Evento de Oxidación. Esta cronología sugiere que los microbios cerca de las cianobacterias consumían rápidamente el oxígeno a medida que se formaba, impidiendo su acumulación atmosférica. «Esto cambia dramáticamente la historia de la respiración aeróbica», dijo la coautora Fatima Husain, postdoc en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT. «Nuestro estudio añade a esta historia que está emergiendo muy recientemente de que la vida pudo haber usado oxígeno mucho antes de lo que se pensaba previamente.» Los coautores incluyen a Gregory Fournier del MIT, y a Haitao Shang y Stilianos Louca de la University of Oregon. Los hallazgos se basan en investigaciones previas del MIT que confirman la producción temprana de oxígeno por cianobacterias hace unos 2.900 millones de años. Husain señaló: «Sabemos que los microorganismos que producen oxígeno estaban presentes mucho antes del Gran Evento de Oxidación.» La investigación destaca la adaptabilidad de la vida en la historia temprana de la Tierra, con organismos evolucionando para usar oxígeno en entornos localizados mucho antes de la oxigenación global.