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Estructuras reveladas dentro de extrañas bacterias son similares a las que potencian la fotosíntesis en las plantas actuales, lo que sugiere que el proceso es más antiguo de lo que se supone.
El hallazgo podría significar que la evolución de la fotosíntesis necesite un replanteamiento, haciendo que las ideas tradicionales queden obsoletas.
La fotosíntesis es la capacidad de utilizar la energía del sol para producir azúcares a través de reacciones químicas. Las plantas, las algas y algunas bacterias realizan hoy la fotosíntesis 'oxigenada', que divide el agua en oxígeno e hidrógeno para impulsar el proceso, liberando oxígeno como producto de desecho.
Algunas bacterias, en cambio, realizan la fotosíntesis 'anoxigénica', una versión que utiliza moléculas distintas al agua para impulsar el proceso y no libera oxígeno.
Los científicos siempre han asumido que la fotosíntesis anoxigénica es más "primitiva", y que la fotosíntesis oxigénica evolucionó a partir de ella. Bajo este punto de vista, la fotosíntesis anoxigénica surgió hace unos 3.500 millones de años y la fotosíntesis oxigénica se desarrolló mil millones de años después.
Sin embargo, al analizar las estructuras dentro de un tipo antiguo de bacteria, los investigadores del Imperial College de Londres han sugerido que un paso clave en la fotosíntesis oxigénica ya podría haber sido posible mil millones de años antes de lo que se pensaba.
La nueva investigación se publica en la revista Trends in Plant Science.
El autor principal del estudio, Tanai Cardona, del Departamento de Ciencias de la Vida de Imperial, dijo: "Estamos comenzando a ver que gran parte de la historia establecida sobre la evolución de la fotosíntesis no está respaldada por los datos reales que obtenemos sobre la estructura y el funcionamiento de los primeros sistemas de fotosíntesis bacteriana".
La bacteria que estudiaron, Heliobacterium modesticaldum, se encuentra alrededor de aguas termales, suelos y campos inundados, donde realiza una fotosíntesis anoxigénica. Está muy relacionada con las cianobacterias, la principal bacteria que realiza la fotosíntesis oxigénica en la actualidad.
Está tan distante relacionado que tuvo por última vez un "ancestro común" con cianobacterias hace miles de millones de años. Esto significa que cualquier rasgo que las dos bacterias compartan probablemente también haya estado presente en las bacterias antiguas que dieron origen a ambas.
Al analizar las estructuras que tanto H. modesticaldum como las cianobacterias modernas utilizan para realizar sus diferentes tipos de fotosíntesis, Cardona encontró sorprendentes similitudes.
Ambas estructuras contienen un sitio que las cianobacterias y las plantas usan exclusivamente para dividir el agua, el primer paso crucial en la fotosíntesis oxigénica.
Se suele suponer que la evolución de las cianobacterias también es la primera aparición de la fotosíntesis oxigenada, pero el hecho de que H. modesticaldum contenga un sitio similar significa que los componentes básicos para la fotosíntesis oxigenada probablemente sean mucho más antiguos de lo que se cree, tan antiguos como la fotosíntesis en sí, y por lo tanto podría haber surgido mucho antes en la historia de la Tierra.
Cardona también sugiere que esto podría significar que la fotosíntesis oxigénica no fue el producto de mil millones de años de evolución a partir de la fotosíntesis anoxigénica, sino que podría haber sido un rasgo que evolucionó mucho antes, si no primero.
Cardona dijo: "Este resultado ayuda a explicar con gran detalle por qué los sistemas responsables de la fotosíntesis y la producción de oxígeno son como son hoy en día, pero para que tenga sentido, se requiere un cambio de perspectiva en la forma en que vemos la evolución de la fotosíntesis.
"Bajo el punto de vista tradicional, la fotosíntesis anoxigénica evolucionó primero y fue el único tipo durante aproximadamente mil millones de años o más antes de la evolución de la fotosíntesis oxigena; estas estructuras no deberían existir en absoluto en este tipo de bacterias".