Pesquisadores do MIT encontraram evidências de que algumas formas de vida primitiva começaram a usar oxigênio centenas de milhões de anos antes de se acumular na atmosfera da Terra. O estudo rastreia uma enzima chave processadora de oxigênio à era Mesoarqueana, sugerindo que micróbios consumiam oxigênio produzido por cianobactérias. Esta descoberta desafia as compreensões anteriores sobre a linha do tempo da respiração aeróbica.
O oxigênio tornou-se uma parte estável da atmosfera da Terra há cerca de 2,3 bilhões de anos durante o Grande Evento de Oxidação, permitindo a evolução de organismos que respiram oxigênio. No entanto, as cianobactérias, os primeiros produtores de oxigênio conhecidos, surgiram há cerca de 2,9 bilhões de anos, gerando oxigênio por fotossíntese durante centenas de milhões de anos antes. Um novo estudo de geobiólogos do MIT aborda por que os níveis de oxigênio permaneceram baixos apesar dessa produção. Publicado em Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, a pesquisa examinou as reductases de oxigênio de cobre heme, enzimas essenciais para a respiração aeróbica que convertem oxigênio em água. Essas enzimas estão presentes na maioria dos organismos respiradores de oxigênio modernos, de bactérias a humanos. A equipe analisou sequências genéticas de milhares de espécies, mapeando-as em uma árvore evolutiva da vida e usando evidências fósseis para datar ramos. Sua análise indica que a enzima evoluiu pela primeira vez durante o Mesoarqueano, de 3,2 a 2,8 bilhões de anos atrás—vários centenas de milhões de anos antes do Grande Evento de Oxidação. Essa linha do tempo sugere que micróbios próximos às cianobactérias consumiam rapidamente o oxigênio à medida que se formava, impedindo sua acumulação atmosférica. «Isso muda dramaticamente a história da respiração aeróbica», disse a coautora Fatima Husain, pós-doutoranda no Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. «Nosso estudo adiciona a esta história que está emergindo muito recentemente de que a vida pode ter usado oxigênio muito antes do que se pensava anteriormente.» Os coautores incluem Gregory Fournier do MIT, e Haitao Shang e Stilianos Louca da University of Oregon. As descobertas se baseiam em pesquisas anteriores do MIT que confirmam a produção precoce de oxigênio pelas cianobactérias há cerca de 2,9 bilhões de anos. Husain observou: «Sabemos que os microrganismos que produzem oxigênio estavam presentes bem antes do Grande Evento de Oxidação.» A pesquisa destaca a adaptabilidade da vida na história inicial da Terra, com organismos evoluindo para usar oxigênio em ambientes localizados muito antes da oxigenação global.