Suelos Primigenios: Nuevas conjeturas sobre lor origenes de la invasión de la superficie de la Tierra por la vida

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La vida en la Tierra se inició justamente aquí. ¿Dónde, Cuando?. Esas son preguntas triviales, por favor no moleste. Fuente: Written in Stone

Los microbios podrían haberse arrastrado fuera del océano y vivir en una capa de limo en las rocas de la tierra, incluso antes de hace 3.200 millones de años”, (…).

(..) “La hipótesis de que esto puede ser una evidencia adicional de que algo de vida temprana puede haber existido en capas unicelulares en la tierra, exhalando pequeñas cantidades de oxígeno que reaccionaron con la roca para liberar molibdeno en el agua” (indispensable para la formación de las enzimas que postulan los autores) .

Esta es la nueva hipótesis que se público hace aproximadamente un año antes de redactar el presente post. De ser cierta, retrotraería en varios cientos de millones de años la invasión biológica de la superficie terrestre emergida, y como coralario, la aparición de los primeros suelos (3.200 millones de años). Ya sabemos que cuando más nos retrotraemos en el pasado, más inciertas son las evidencias y como resultado las hipótesis que de ellas se derivan. El artículo original, pivota sobre la base de la fijación y asimilación del nitrógeno, postulando que pudo ser muy anterior de lo que se creía hasta la fecha, marcando las diferencias con otros estudios precedentes. De ser cierta, es decir de corroborarse tal hipótesis, los primeros tapices bacterianos y sus someros suelos abrían colonizado la superficie terrestre bajo una atmósfera con muy escaso oxígeno, por lo que serían muy diferentes a los actuales.  Pero hablamos de una hipótesis no verificada. Por lo tanto, tras tal nota de prensa, exponeros otra de hace pocos años, y que nos informaba de fechas más tardías en la mentada colonización de la superficie terrestre, y por lo tanto también de los albores de los primeros suelos (2.750 millones de años). Resumiendo hablamos de una conjetura que debemos sopesarla con suma cautela.  

Juan José Ibáñez 

¿Cuándo floreció la vida en la Tierra?

Una chispa de un rayo, el polvo interestelar, o un volcán submarino podrían haber desencadenado la primera vida en la Tierra.

FUENTE | ABC Periódico Electrónico S.A. 17/02/2015

Pero, ¿qué pasó después? La vida puede existir sin oxígeno, pero sin nitrógeno abundante para construir genes, esenciales para los virus, bacterias y todos los demás organismos, la vida en la Tierra primitiva habría sido escasa. Se cree que la capacidad de utilizar el nitrógeno atmosférico para sustentar la vida apareció hace aproximadamente 2.000 millones de años. Ahora, una investigación de la Universidad de Washington en busca de algunas de las rocas más antiguas del planeta encuentra evidencias de que aún antes, hace 3.200 millones de años, la vida ya estaba tirando del nitrógeno del aire para sustentar a las comunidades más grandes.

La gente siempre ha tenido la idea de que la antigua biosfera estaba tenuemente aferrada a este planeta inhóspito, y que no fue hasta la aparición de la fijación del nitrógeno que de repente se convirtió en grande, robusta y diversa“, dice Roger Buick, profesor de ciencias de la Tierra y el espacio en Washington. “Nuestro trabajo demuestra que no había crisis de nitrógeno en la Tierra primitiva, y por lo tanto podría haber apoyado una biosfera bastante grande y diversa“.

Según explican en la revista Nature, los investigadores analizaron 52 muestras de edades comprendidas entre 2.750 a 3.200 millones de años, recogidas en Sudáfrica y en el noroeste de Australia. Estas son algunas de las rocas más antiguas y mejor conservadas del planeta. Las rocas se formaron a partir de los sedimentos depositados en los márgenes continentales, por lo que están libres de las irregularidades químicas que se producirían cerca de un volcán submarino. También se formaron antes de que la atmósfera ganara oxígeno, aproximadamente de 2.300 a 2.400 millones de años atrás, y así preservan pistas químicas que han desaparecido en las rocas modernas.

Incluso las muestras más antiguas, de 3.200 millones de años -tres cuartas partes del camino de regreso al nacimiento del planeta- mostraron evidencias químicas de que la vida estaba tirando del nitrógeno en el aire. La relación de los más pesados a más ligeros átomos de nitrógeno se ajusta al patrón de enzimas fijadoras de nitrógeno contenidas en los organismos unicelulares, y no se han encontrado reacciones químicas que se produzcan en ausencia de vida.

“Imaginar que este proceso realmente tan viejo y complicado, y que ha operado de la misma manera durante 3.200 millones de años, creo que es fascinante”, dice Eva Stüeken, autora principal del estudio. “Esto sugiere que estas enzimas realmente complicadas se formaron aparentemente muy temprano, así que tal vez no sea tan difícil para estas enzimas evolucionar“.

El análisis genético de las enzimas fijadoras de nitrógeno ha fijado su origen en hace entre 1.500 y 2.200 millones de años. La fijación de nitrógeno significa romper un triple enlace tenaz que mantiene a los átomos de nitrógeno en pares en la atmósfera y unir un solo átomo de nitrógeno a una molécula que es más fácil de usar por los seres vivos.

La firma química de las rocas sugiere que el nitrógeno estaba roto por una enzima basada en el molibdeno, el más común de los tres tipos de enzimas fijadoras de nitrógeno que existen ahora. El molibdeno es ahora abundante porque el oxígeno reacciona con rocas de lava en el océano, pero es más misterioso su origen en la antigua Tierra, antes de que la atmósfera tuviera oxígeno para desgastar rocas.

Los autores plantean la hipótesis de que esto puede ser una evidencia adicional de que algo de vida temprana puede haber existido en capas unicelulares en la tierra, exhalando pequeñas cantidades de oxígeno que reaccionaron con la roca para liberar molibdeno en el agua.

“Esto podría darnos la evidencia indirecta de que la tierra estaba habitada”, afirma Buick. “Los microbios podrían haberse arrastrado fuera del océano y vivir en una capa de limo en las rocas de la tierra, incluso antes de hace 3.200 millones de años”, añade.

Una inmensa población microbiana colonizó tierra firme hace 2.750 millones de años

Ya se tenía constancia de que algunos microbios migraron del mar a tierra firme hace 2.750 millones de años. Pero muchos científicos creían que esos singulares colonos establecieron poblaciones muy exiguas, dado que la capa de ozono, que escuda a la superficie de la Tierra frente a la perniciosa radiación ultravioleta que llega del Sol, no se formó hasta cientos de millones de años después.

Sin embargo, una nueva investigación efectuada por el equipo de Eva Stüeken, de la Universidad de Washington en Seattle, sugiere que esos primeros microbios de tierra firme pudieron tener una presencia muy generalizada, produciendo oxígeno y erosionando químicamente a la pirita, un mineral de sulfuro de hierro, con la consecuencia final de la liberación de azufre y molibdeno en los océanos.

Una muestra extraída del interior de una estructura geológica de 2.500 millones de años de antigüedad, en una zona del sector occidental de Australia que originalmente fue una capa de sedimento fino en el fondo del mar, muestra altas concentraciones de sulfuro y molibdeno. Esto respalda la idea de que la mayor parte del sulfato provino de tierra firme, probablemente como consecuencia de la actividad microbiana en rocas de la superficie.

El hallazgo muestra que la vida no estaba limitada a unos pocos sitios en tierra firme. Debió tener una notable presencia a escala global, acorde con la magnitud del aumento del flujo de sulfato desde la tierra al mar. A su vez, la abundante entrada de azufre al mar probablemente potenció la expansión de la vida por los océanos.

Es cierto que el azufre pudo ser liberado al mar por otros procesos, incluyendo la actividad volcánica. Pero la evidencia de que el molibdeno estaba siendo emitido al mismo tiempo sugiere, teniendo en cuenta ciertos mecanismos biogeoquímicos, que ambos elementos estaban siendo liberados a medida que poblaciones de bacterias deshacían poco a poco rocas continentales.

Si ese fue el caso, ello posiblemente significa que esos microbios aposentados en tierra firme ya estaban generando oxígeno mucho antes de la época en que ocurrió lo que los geólogos denominan la Gran Oxidación, hace alrededor de 2.400 millones de años. La Gran Oxidación marcó el inicio, relativamente súbito, de la atmósfera rica en oxígeno que permitió el desarrollo de la vida en las direcciones evolutivas que condujeron a la biosfera actual.

Además, el azufre agregado al mar quizá pudo permitir que proliferasen microbios marinos consumidores de metano, lo que a su vez pudo ser decisivo para preparar el escenario en el que aconteció esa oxigenación a gran escala de la atmósfera.

Lo descubierto en este estudio respalda la teoría de que el oxígeno ya estaba siendo producido desde varios cientos de millones de años antes de la Gran Oxidación. Ésta, por tanto, quizá sólo fue la época en que el oxígeno acumulado poco a poco durante mucho tiempo comenzó a hacerse notar de forma más evidente, al alcanzar concentraciones decisivas en la atmósfera

Wikipedia: La Historia de la Tierra; La Tierra

La historia de la Tierra comprende 4570millones de años (Ma

La vida surgió en la Tierra quizás hace unos 4000 Ma, aunque el cálculo de cuándo comenzó es bastante especulativo.

Probablemente las primeras células eran todas heterótrofas, utilizando todas las moléculas orgánicas (incluso las de otras células) como materia prima y como fuente de energía.[11] Así como el suministro de comida disminuía, algunas desarrollaron una nueva estrategia. En vez utilizar los cada vez menores grupos de moléculas orgánicas libres, estas moléculas adoptaron la luz solar como fuente de energía. Las estimaciones varían, pero hace unos 3.000 Ma,[12] algo similar a la actual fotosíntesis se había desarrollado.

Además, se producía oxígeno como desecho de la fotosíntesis. Al principio se combinaba con caliza, hierro, y otros minerales. Hay una prueba sólida de esto en las capas ricas de hierro oxidado en el estrato geológico correspondiente a este periodo. Los océanos habrían cambiado el color a verde mientras el oxígeno estaba reaccionando con los minerales. Cuando cesaron las reacciones, el oxígeno podría finalmente llegar a la atmósfera. Sin embargo cada célula sólo producía una pequeña cantidad de oxígeno, el metabolismo combinado de muchas células durante un vasto período transformó la atmósfera terrestre al estado actual.[13]

La acumulación de oxígeno de la fotosíntesis dio lugar a la formación de una capa de ozono que absorbió gran parte de la radiación ultravioleta del Sol, en el sentido de que los organismos unicelulares que llegaron a la superficie de la tierra tenían menos probabilidades de morir, y los procariotas empezaron a multiplicarse y a adaptarse mejor a la supervivencia fuera del agua. Los procariotas probablemente habían colonizado la tierra ya hace 2600 Ma[31] incluso antes de que el origen de las eucariotas. Durante mucho tiempo, se mantuvo la superficie estéril de los organismos multicelulares. El supercontinente Pannotia fue formado alrededor de 600 Ma y luego se fracturó (sólo 50 Ma más tarde).[32] Los peces, los primeros vertebrados, aparecieron en los océanos alrededor de 530 Ma.[33] A finales del Cámbrico ocurrió una extinción masiva,[34] la cual terminó hace 488 Ma.[35]

Hace varios cientos de millones de años, las plantas (probablemente parecido a las algas) y los hongos se empezó a desarrollar en los bordes del agua, y después fuera de ella.[36]vLos fósiles más antiguos de la tierra hongos y plantas se data alrededor de 480 a 460 Ma, aunque la evidencia molecular sugiere que hongos pueden haber colonizado la tierra ya hace 1000 Ma y las plantas hace 700 Ma.[37]

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