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El misterio del oxígeno caprichoso

El misterio del oxígeno caprichoso

Fósiles de 2.000 millones de años de antigüedad que, según los autores, representan un intento fallido de los microorganismos por evolucionar hacia la vida multicelular. Abder El Albani.


 

Estudios de rocas antiguas muestran que los niveles del gas que sostiene la vida en la Tierra han variado ampliamente a lo largo de la historia del planeta, condicionando la evolución de los organismos

El aire que respiramos contiene un 21% de oxígeno. Se diría que esta es la proporción justa para que nos sintamos cómodos, aunque en realidad es al contrario: nosotros, y todos los seres que habitamos la Tierra, somos las formas de vida cuya existencia es posible con esta cantidad de oxígeno. Si la composición de la atmósfera fuera diferente, con toda seguridad nosotros también lo seríamos. Pero de algo no cabe duda: necesitamos el oxígeno para vivir, y la historia de la vida en nuestro planeta no sería tal sin este gas imprescindible.

Siendo así, sería lógico pensar que el nivel de oxígeno en la Tierra y la multiplicación de los organismos complejos han seguido siempre evoluciones paralelas. Sin embargo, no es el caso. Hoy sabemos que entre 250 y 300 millones de años atrás el contenido de oxígeno se elevó hasta un 25%, lo que permitió el desarrollo de grandes insectos y probablemente dio un empujón al crecimiento de los dinosaurios. Pero más no es siempre mejor, y el exceso de este elemento inflamable hacía arder los bosques con tanta facilidad que las capas de cenizas han quedado atrapadas en los sedimentos de aquella época.

Estudiando la huella química del oxígeno en las rocas antiguas, los científicos hoy saben que hace entre 2.300 y 2.400 millones de años se produjo lo que llaman el gran evento de oxidación (GEO), que por primera vez inyectó una cantidad apreciable de oxígeno en la atmósfera gracias al concurso de las cianobacterias, los primeros organismos fotosintéticos que aparecieron sobre la Tierra hace 2.700 millones de años. Recientemente, investigadores canadienses publicaban en la revista Nature que las rocas de hace 3.000 millones de años muestran signos de la acción del oxígeno, un resultado que no encaja fácilmente con lo anterior.

Ahora, un nuevo estudio publicado en PNAS viene a añadir una pieza más al rompecabezas de la historia del oxígeno en la Tierra, pero solo para complicarla aún más. Científicos de varias instituciones europeas, dirigidos por Donald Canfield, de la Universidad del Sur de Dinamarca, y Abderrazak El Albani, de la Universidad de Poitiers (Francia), han analizado antiguos sedimentos marinos recogidos en la República de Gabón en busca de la huella del oxígeno, encontrando grandes fluctuaciones en los niveles del gas con posterioridad al GEO. Sus resultados muestran que hace 2.100 millones de años el nivel de oxígeno era alto y comparable al que existía hace 542 millones de años, cuando la vida en la Tierra proliferó abruptamente en lo que se conoce como la Explosión Cámbrica.

 


La cuenca de Francevillian, en Gabón, el lugar de donde proceden las rocas analizadas en el estudio. El recuadro muestra fósiles de organismos multicelulares hallados en el lugar. Abder El Albani.


“Hemos examinado rocas de entre 2.150 y 2.080 años de antigüedad”, explica la coautora del estudio Emma Hammarlund. “Nos muestran que en esa época había oxígeno en las aguas profundas y por tanto también en la atmósfera. No podemos decir exactamente cuánto, pero probablemente había mucho, y tiempo suficiente para permitir el desarrollo de vida evolucionada”.

Sin embargo, esto último no ocurrió, ni ocurriría hasta la Explosión Cámbrica, unos 1.600 millones de años después. ¿O sí? En 2010, el mismo equipo de investigadores publicó en Nature el revolucionario hallazgo de extraños fósiles de organismos coloniales en rocas del mismo emplazamiento datadas en 2.100 millones de años atrás. “No era una forma de vida en ningún modo comparable a los grandes organismos como hoy los conocemos”, aclara Hammarlund. “Más bien eran microbios experimentando con una manera de evolucionar hacia alguna forma de existencia multicelular. Tenían suficiente oxígeno para el experimento, pero su destino es ignoto”. Con todo, los paleontólogos reconocen que es difícil reconstruir el capítulo de la vida cuando los organismos aún carecían de conchas o huesos que pudieran dejar rastro fósil.

En cualquier caso, si aquel experimento fracasó, quizá fuera porque los niveles de oxígeno no permanecieron elevados para siempre a partir de entonces. Los sedimentos más jóvenes analizados en el estudio, de hace 2.080 millones de años, se depositaron en aguas ricas en sulfuro, indicando que por entonces el oxígeno había declinado drásticamente. Este bajón, escriben los investigadores, “pudo persistir durante 200 millones de años”.

El mecanismo de estas fluctuaciones, detalla Hammarlund, se explica por los ciclos geoquímicos del planeta. La descomposición de la materia orgánica consume grandes cantidades de oxígeno por la oxidación del carbono. Pero cuando aparecieron los primeros microorganismos, su carbono quedaba almacenado en los sedimentos del fondo de los océanos, permitiendo que el oxígeno atmosférico aumentara sin trabas y actuara sobre las rocas terrestres, liberando nutrientes como hierro y fósforo que a su vez alimentaban a los microorganismos marinos. Este círculo virtuoso se rompía cuando el carbono acumulado terminaba liberándose al aire, lo que chupaba el oxígeno de la atmósfera.

Hoy el lecho rocoso del planeta almacena grandes cantidades de carbono, pero a juicio de Hammarlund, no hay peligro de que una eventual liberación masiva a la atmósfera deje sin oxígeno a este experimento de vida multicelular del que los humanos formamos parte. “Solo algún gran desastre externo podría eliminar el oxígeno de la atmósfera”, especula la investigadora, citando como ejemplo la colisión de otro planeta con la Tierra. Claro que entonces el oxígeno no sería nuestra mayor preocupación.
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