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Artículo publicado el 1 de diciembre de 2015 en la Universidad de Bristol

Se ha identificado el catalizador que permitió la evolución de la vida compleja en los océanos terrestres, gracias a investigadores de la Universidad de Bristol. Hace 800 millones de años, los océanos de la Tierra carecían de oxígeno. Fue entonces cuando unos microorganismos, llamados fitoplancton, capaces de realizar la fotosíntesis, colonizaron los océanos – que cubren dos tercios de nuestro planeta – haciendo posible la producción de oxígeno a gran escala .

Esta gran evento de oxigenación, dirigido por miles de millones de minúsculos organismos en el océano, fijan una etapa de una transformación fundamental en nuestro planeta – la evolución de la vida compleja tal como hoy la conocemos.

plankton bioluminescence maldives kuredu

Plancton bioluminiscente en la Maldivas

Nuestros océanos se oxigenaron por completo hace entre 800 y 600 millones de años, cuando el oxígeno atmosférico alcanzó las concentraciones que vemos hoy día. De forma crucial, esto permitió la evolución de animales y el inicio de nuestro moderno sistema terrestre. Se sabía desde hace mucho tiempo que las cianobacterias fueron los primeros microorganismos capaces de producir oxígeno. Realizaban esta tarea mediante la fotosíntesis – un proceso que transforma la energía del Sol en azúcares y oxígeno usando dióxido de carbono y agua. Los científicos han estado tratando de resolver por qué necesitó la atmósfera terrestre tanto tiempo para alcanzar las concentraciones modernas de oxígeno, cuando la fotosíntesis ya había evolucionado hace alrededor de 2700 millones de años.

Patricia Sánchez-Baracaldo, becaria de la Royal Society Research, en la Facultad de Ciencias Geográficas de la Universidad de Bristol, usó datos genómicos para rastrear el origen de estas cruciales y transformadoras cianobacterias planctónicas marinas.

Su investigación, publicada en la revista Scientific Reports, revela que distintos tipos de formas planctónicas marinas evolucionaron relativamente tarde – hace entre 800 y 500 millones de años, surgiendo a partir de ancestros de agua dulce y/o bentónicos.

Al principio, estas cianobacterias dominaron sólo los entornos terrestres y costeros, y tenían un impacto relativamente bajo en los ciclos nutrientes de la Tierra. Fue sólo al colonizar adecuadamente los océanos cuando tuvo lugar dicho gran evento de alteración del planeta.

La Dra. Sánchez-Baracaldo comenta: “Los resultados de este estudio filogenómico a gran escala implican que, al principio, las cianobacterias terrestres que eran capaces de formar alfombras microbianas dominaron la ecología de la joven Tierra.

De forma bastante sorprendente, las cianobacterias planctónicas marinas son relativamente jóvenes, evolucionando justo antes que la vida compleja – los animales. Generando oxígeno en grandes cantidades, estas cianobacterias permitieron el desarrollo de la vida compleja en nuestros océanos. Estos eventos biológicos están vinculados – ayudan a explicar por qué se necesitó tanto tiempo para que evolucionase la vida compleja en nuestro planeta. Las cianobacterias tuvieron que colonizar primero los océanos.

Este estudio muestra que hubo varios factores que contribuyeron a retrasar la oxigenación de los océanos terrestres. Primero, las cianobacterias evolucionaron en hábitats de agua dulce, y no en los hábitats marinos como anteriormente se pensaba, y, segundo, la productividad marina recibió un gran impulso cuando las cianobacterias fueron finalmente capaces de colonizar hábitats marinos; esto permitió la producción de oxígeno y el secuestro de carbono a unos niveles sin precedente.

La revolución genómica ha mejorado enormemente nuestra comprensión del árbol de la vida de las cianobacterias. Sin cianobacterias, la vida compleja de nuestro planeta, simplemente, no hubiera tenido lugar, señala la Dra. Sánchez-Baracaldo.

Referencias

‘Origin of marine planktonic cyanobacteria’ por Patricia Sánchez-Baracaldo en Scientific Reports. Puede descargarse una copia del artículo en el siguiente enlace: www.nature.com/articles/srep17418  

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