Hay una pregunta que ha trasnochado a los científicos durante muchos años: ¿cuándo aparecieron los primeros organismos capaces de producir oxígeno mediante fotosíntesis?
La pregunta es importante porque durante buena parte de la historia temprana del planeta, prácticamente no había oxígeno libre en la atmósfera. Todo cambió con lo que los científicos conocen como la Gran Oxidación, ocurrida entre 2.500 y 2.300 millones de años, cuando el oxígeno comenzó a acumularse de forma permanente en la atmósfera y transformó radicalmente las condiciones del planeta. El problema es que los científicos sospechaban que los microorganismos productores de oxígeno habían aparecido mucho antes, pero no podían demostrarlo con suficiente certeza.
En un nuevo estudio publicado en Nature, un grupo de investigadores reporta el análisis de antiguas plataformas carbonatadas conservadas en Canadá que fueron formadas por comunidades de bacterias fotosintéticas marinas hace aproximadamente 2.870, 2.850 y 2.780 millones de años. En esas rocas observaron una característica muy particular: una anomalía de cerio. El cerio es un elemento químico de las llamadas tierras raras.
Cuando no hay oxígeno, el cerio permanece disuelto en el agua junto con otros elementos similares. Pero cuando aparece oxígeno, el cerio cambia de estado químico, se vuelve insoluble y precipita hacia el fondo marino. Como consecuencia, el agua queda relativamente empobrecida en cerio. Ese “faltante” de cerio queda registrado en las rocas y funciona como una especie de huella química de que existía oxígeno cuando esos sedimentos se estaban formando. En palabras mucho más sencillas, que los científicos hayan encontrado esta señal significa que ya había organismos produciendo oxígeno en los océanos hace al menos 2.870 millones de años, cientos de millones de años antes de que ese gas comenzara a acumularse de forma permanente durante la Gran Oxidación.
Los resultados de la investigación indican que la fotosíntesis oxigénica ya existía hace al menos 2.870 millones de años, probablemente incluso antes, escriben los autores.
El estudio aporta una de las evidencias más sólidas hasta la fecha de que la fotosíntesis oxigénica, el proceso mediante el cual organismos como las cianobacterias, y mucho después las plantas y las algas, liberan oxígeno al transformar la energía del Sol, ya existía en el Mesoarqueano, hace cerca de 2.900 millones de años. Esto no significa que la atmósfera ya fuera rica en oxígeno. Lo más probable es que ese oxígeno reaccionara inmediatamente con minerales y otros compuestos presentes en los océanos y la corteza terrestre, impidiendo que se acumulara en el aire durante cientos de millones de años más.
El hallazgo, concluyen los autores, ayuda a reconstruir uno de los capítulos más importantes de la historia de la Tierra: el momento en que la vida comenzó a transformar la química del planeta y sentó las bases para la evolución de organismos más complejos.
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