La Invasión de la tierra emergida por las plantas (musgos y hepáticas) generó la atmósfera actual rica en oxígeno y los primeros suelos o protosuelos.

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Musgos y hepáticas. Fuente: History of the Universe

 Como sabéis sobradamente los lectores más asiduos  a esta bitácora, la evolución de los suelos a lo largo de la historia de la Tierra, así como la repercusión de la edafosfera sobre la biosfera a través del tiempo, son dos temas que nos apasionan. Hasta ahora, la comunidad científica ha venido sosteniendo que La gran oxidación de hace 2,400 millones de años fue la responsable del oxígeno que caracteriza a la atmósfera reciente. Sin embargo, investigaciones recientes, aparecidas en agosto de 2016, apuntan a que aquél evento fue seguido por otro más reciente, siendo este último el responsable de los altos niveles de esta molécula en la atmósfera. Conforme a los autores, tal suceso, vital en la evolución de la biosfera y edafosfera, surgió justamente cuando las plantas primitivas invadieron la Tierra, alterando las rocas, liberando nutrientes, formando los primeros suelos y a la postre liberando el susodicho oxígeno.  Os he traducido entera la nota de prensa al español. Sin embargo, debido a mi sempiterna curiosidad sobre este asunto, leí también el artículo original, rico en detalles de cómo diversos nutrientes y en especial, fósforo, calcio y magnesio, comenzaron a desprenderse de las rocas al suelo. Considero que esos contenidos podrán ser de vuestro interés, por lo que también he traducido del suajili al español castellano parte del material del artículo original, que no de la noticia ofrecida por los gabinetes de prensa. 

 Sin embargo una advertencia a los interesados. Siendo el trabajo interesantísimo, debéis tener en cuenta que el estudio fue realizado, en parte, mediante simulaciones numéricas. Venimos defendiendo que la realidad es la realidad y que las simulaciones en principio no. Es decir, que las conclusiones obtenidas haciendo uso de modelos computacionales pueden corresponder quizás, aunque no siempre, con lo realmente ocurrido. En cualquier caso, el tema es apasionante.

 Juan José Ibáñez

Os dejo pues con los contenidos originales y traducidos……

Humble moss helped create our oxygen-rich atmosphere
by Staff Writers
Exeter, UK (SPX) Aug 17, 2016

Los humildes musgos ayudaron a crear nuestra atmósfera rica en oxígeno

The evolution of the first land plants including mosses may explain a long-standing mystery of how Earth’s atmosphere became enriched with oxygen, according to an in por Redactores

Exeter, Reino Unido (SPX) Ago 17 de, el año 2016

En un estudio publicado en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias, por el profesor Tim Lenton, de la Universidad de Exeter, y sus colegas defiende que la colonización de la tierra por las plantas hace 470 millones de años fue el proceso responsable de la niveles de oxígeno que sostiene nuestras vidas hoy en día.

La evolución de las primeras plantas terrestres, incluyendo los musgos, pueden ayudar a explicar el dilatado misterio cerca de como la atmósfera terrestre se enriqueció con oxígeno, de acuerdo con un estudio internacional dirigido por la Universidad de Exeter.

Oxygen in its current form first appeared in Earth’s atmosphere some 2.4 billion years ago, in an incident known as the Great Oxidation Event. However, it was not until roughly 400 million years ago that this vital compound first approached modern levels in the atmosphere. This shift steered the trajectory of life on Earth and researchers have long debated how oxygen rose to modern concentrations.

El oxígeno, en su forma actual, apareció por primera vez en la atmósfera de la Tierra hace unos 2,4 millones de años, en proceso conocido como como el Gran Evento de Oxidación. Sin embargo, no fue sino hasta hace aproximadamente unos 400 millones de años que este elemento químico de vital importancia para la una inmensidad de formas de vida actual, incluida la nuestra,  comenzó a aumentar y aproximarse a los niveles actuales en la atmósfera. Este cambio condicionó drásticamente la evolución de la vida en la Tierra, Los científicos han debatido durante mucho tiempo cómo el oxígeno alcanzó las concentraciones modernas. ¿sería ese el mecanismo que realmente acaeció?.

In a study published in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences, Professor Tim Lenton, of the University of Exeter, and his colleagues theorised that the earliest land plants, which colonised the land from 470 million years ago onwards, are responsible for the levels of oxygen that sustains our lives today.

Their emergence and evolution permanently increased the flux of organic carbon into sedimentary rocks, the primary source for atmospheric oxygen, thus driving up oxygen levels in a second oxygenation event and establishing a new, stable oxygen cycle.

Tal proceso progresivo genero otro equivalente que consistió el secuestro de carbono orgánico por la litosfera en forma de rocas sedimentarias, la principal fuente de oxígeno atmosférico. Por lo tanto puede hablarse de que tras el primer Gran Evento de Oxidativo, acaeció otro al colonizarse la tierra emergida por los vegetales ¡y formarse los primeros suelos. De Este modo se terminaron  gradualmente por estabilizarse los niveles de oxígeno en la atmósfera.

Earth’s early plant biosphere consisted of simple bryophytes, such as moss, which are non-vascular – meaning they do not have vein-like systems to conduct water and minerals around the plant. Using computer simulations, the researchers first estimated that these plants could have generated roughly 30% of today’s global terrestrial net primary productivity by about 445 million years ago.

La primera cobertura vegetal que colonizó la superficie terrestre emergida parece que consistió en una capa de simples briófitos simples, tales como el musgo, es decir plantas no vasculares, lo que significa que atesoraban  no atesoraban conductos internos como para conducir agua y los nutrientes del suelo. Usando simulaciones por ordenador, los investigadores calcularon, en primer lugar, que estas plantas podrían haber generado aproximadamente el 30% de la productividad neta terrestre global que acaece en la actualidad hace unos 445 millones de años.

When the properties of modern bryophytes were taken into account, including their elemental composition and effects on rock weathering, they found that modern levels of atmospheric oxygen were achieved by 420 to 400 million years ago, consistent with independent evidence.

Cuando las propiedades de los briofitos actuales fueron tenidas en cuenta, incluyendo su composición elemental y efectos sobre la meteorización/intemperización de las rocas, los autores llegaron a la conclusión de que los actuales niveles de oxígeno atmosférico se alcanzaron ara aproximadamente 420 a 400 millones de años. Este dato coincide con el propuesto por otro tipo de investigaciones, es decir mediante evidencias independientes.

These findings therefore suggest that the first land plants, such as the humble moss, created the stable oxygen-rich atmosphere that allowed large, mobile, intelligent animal life, including humans, to evolve.

Professor Tim Lenton, of the University of Exeter, said: “It’s exciting to think that without the evolution of the humble moss, none of us would be here today. Our research suggests that the earliest land plants were surprisingly productive and caused a major rise in the oxygen content of the Earth’s atmosphere.”

Por lo tanto, estos resultados sugieren que las primeras plantas terrestres, como el humilde musgo, dieron lugar a una atmósfera rica en oxígeno estable que permitió la evolución  de la vida animal tal como la conocemos, incluyendo los seres humanos,

 El profesor Tim Lenton, de la Universidad de Exeter, comentó: “Es emocionante pensar que sin la evolución de la humilde musgo, ninguno de nosotros estaría aquí hoy Nuestra investigación sugiere que las primeras plantas terrestres fueron sorprendentemente productivas y causaron un aumento importante. en el contenido de oxígeno de la atmósfera de la Tierra “.

Artículo Original:Article #16-04787: “Earliest land plants created modern levels of atmospheric oxygen” by Timothy M. Lenton et al. 2016 PNAS

Leer el siguiente párrafo:

Early plants could also have had a significant effect on weathering fluxes, because they and their fungal mycorrhizal symbionts evolved means of accessing rock-bound nutrients, notably phosphorus. Experimental work has shown that a modern nonvascular plant, the moss Physcomitrella patens, amplifies the weathering of Ca ions 1.4- to 3.6-fold and Mg ions 1.5- to 5.4-fold from silicate rocks (granite–andesite), and amplifies the weathering of phosphorus from granite ∼24-fold (range 15–43; Materials and Methods). Subsequent experiments with the modern liverwort Marchantia paleacea found a 2.5- to 7-fold amplification of Ca weathering and a 9- to 13-fold amplification of P weathering from basalt. Both studies thus indicate preferential weathering of P relative to Ca and Mg (and corresponding alkalinity). The presence of these rock-weathering capabilities in two early diverging lineages (mosses and liverworts) suggests it is an ancestral trait. It has been argued (21, 33) that such large measured local effects would not have scaled up to significant global effects, because of low global NPP and a limited depth of influence in the soil. However, we estimate much higher global NPP and weathering potential. We also note that extensive shallow water phosphate deposits in the Late Ordovician.

Las primeras plantas de la superficie terrestre podrían haber tenido un efecto significativo en la intemperización o ya que ellas  y sus simbiontes, los hongos micorrícicos, siguieron evolucionando gracias al acceso a los nutrientes desprendidos de las rocas, y en particular el fósforo. Un trabajo experimental ha demostrado que una moderna planta no vascular, el musgo Physcomitrella patens, amplifica la meteorización de iones Ca entre 1,4 y 3,6 veces y de los iones Mg de 1,5 a 5,4 veces a partir de rocas silicatadas (granito, andesita), y amplifica la y del fósforo  a partir del granito ~ 24 veces. Experimentos posteriores con la hepática  moderna Marchantia paleacea encontraron una amplificación de 2,5 a 7 veces mayor de Ca y de 9 a 13 veces mayor de P en el aludido proceso de alteración de las rocas basálticas La alteración y liberación del fósforo de la roca al suelo fue mayor el caso del fósforo respecto mal del calcio y magnesio.

La presencia estos potenciales de alteración y descomposición biogeoquímica de las rocas, defienden el origen ancestral de los dos aludidos linajes divergentes, es decir musgos y hepáticas. Algunos autores argumentan que tales grandes efectos debieron ser locales, no afectando al conjunto de la biosfera/edafosfera/geosfera, debido a la baja producción primaria neta (NPP) y la escasa profundidad que debían tener aquellos suelos primigenios. Sin embargo, nuestras estimaciones sugieren una mayor NPP, así como potencial para la alteración de las rocas,. También observamos depósitos fosfatados producidos en aguas someras en el en el Ordovícico superior.

 Algunos post previos relacionados con el tema

La Historia de los Suelos en el Contexto de la Historia de la Tierra

La Vida y la Tectónica de Placas: Cuando la Biosfera Modificó la Geosfera

La Historia de los Suelos en el Contexto de la Historia de la Tierra

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

Los Suelos y el Origen de la Vida

Suelos del carbonífero, Hongos e Historia de la Edafosfera

Los Suelos Primigenios: ¿Comenzó la vida pluricelular sobre la tierra firme antes que en el mar? (Los Suelos de Ediacara)

Las Micorrizas: Importancia en la Nutrición Vegetal y en la Evolución de las Plantas Terrestres

La Evolución Simbiótica: Innovación a través de Simbiosis (Sobre bacterias, Insectos Sociales y Ciclos Biogeoquímicos)

Los Suelos Primigenios del Precámbrico Cambiaron la Evolución de la Vida sobre la Tierra

Coevolución de Biosfera y Geosfera: La Vida Hace a la Tierra y sus Minerales

Evolución de las Redes Ecológicas y Cadenas Tróficas desde el Cámbrico hasta la Actualidad

Evolución de la Biodiversidad a lo largo de la Historia de la Tierra

Los Suelos y la Tectónica de Placas: ¿Una Edafosfera en Permanente Expansión?

Los Suelos y las Edades de la Tierra

La Historia de la Tierra y La Evolución de los Suelos

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