La evolución de la vida en la Tierra ha experimentado multitud de sucesos extraordinarios debido a las más diversas causas. Sin el concurso de esos lances, la evolución de los organismos vivos hubiera seguido caminos diferentes de los que ha seguido. Los seres vivos somos seres contingentes, derivados de acontecimientos contingentes. De haber sido la historia del planeta diferente, tal vez solo algunos minerales serían hoy los mismos, pero no los seres vivos. No usted ni yo.
Dos de esos extraordinarios eventos que cambiaron el curso de la vida en el planeta son la Gran Oxidación y la primera Gran Glaciación. Casi todo es grande en la prehistoria, aunque, sin duda, lo más grande de la historia es la estupidez. Tal vez esta, como los minerales, también seguiría siendo la misma a pesar de los avatares evolutivos e históricos.
¿Qué sucedió en esos dos grandes sucesos? Como su nombre sugiere, la Gran Oxidación fue, en efecto, una acumulación de oxígeno que acabó por oxidarlo y oxigenarlo casi todo. El oxígeno provino de la contaminación global del planeta causada por el “descubrimiento” de la fotosíntesis por parte de algunos seres vivos. Este “descubrimiento” evolutivo sucedió hace unos dos mil cuatrocientos millones de años. No obstante, su temporalidad exacta no está bien definida, y pudo suceder unos cientos de millones de años antes o después.
Puede resultar sorprendente que el oxígeno, que hoy tanto necesitamos, fuera en su momento un gas muy tóxico. La acumulación de este gas en la atmósfera acabó con la vida de muchos organismos incapaces de evolucionar a tiempo para, primero, tolerar sus efectos oxidantes y, segundo, aprovecharse de él para obtener energía.
Hablemos ahora de las Grandes Glaciaciones. Estas son periodos de tiempo en los que los hielos cubrían la superficie terrestre casi hasta las latitudes ecuatoriales. La Tierra era como una inmensa bola de nieve. Podríamos decir que, en esos periodos, en lugar de ser el clima terrestre similar al del interior de un invernadero, como lo es hoy, la Tierra tenía un clima como el del exterior de un iglú.
Existe un debate en la comunidad científica preocupada por la evolución del planeta sobre qué sucedió antes, si la Gran Oxidación o la primera Gran Glaciación. Como hemos dicho, no sabemos a ciencia cierta cuándo comenzó el oxígeno a acumularse en la atmósfera. Averiguar el curso temporal de estos eventos es importante para poder determinar si uno fue la causa del otro.
¿Causa o efecto?
Para entender por qué un evento pudo ser la causa del otro, tengamos en cuenta que un enfriamiento del planeta pudo hacer necesario para los seres vivos innovar en los sistemas de obtención de energía desde el entorno. A bajas temperaturas, los procesos químicos necesarios para mantener la vida en un mundo en el que la fotosíntesis aún no existía pudieron generar una intensa presión para que los seres vivos desarrollaran sistemas alternativos de obtención de energía. Uno de esos sistemas alternativos era la extracción de energía de la luz del Sol. Esta llegaba al planeta con la misma intensidad, a pesar de que las temperaturas pudieran ser muy bajas. En otras palabras, capturar energía a partir de la luz que llegaba del Sol y no a partir de procesos químicos dependientes de la temperatura que sucedían en la Tierra era un método mucho más eficaz y seguro para conseguir sobrevivir.
Aclaremos también que, en esa época, los únicos seres vivos del planeta eran seres unicelulares, bacterias y arqueas. No está claro si antes de estos eventos de los que hablamos se habían generado o no las primeras células eucariotas, surgidas de la unión simbionte entre una bacteria y una arquea. En todo caso, era un mundo en el que la evolución se podía producir de manera rápida mediante la transferencia de genes entre unos microorganismos y otros.
Por otra parte, una vez la fotosíntesis apareció, la emisión masiva de oxígeno realizada por los organismos fotosintéticos estuvo también asociada a la captura de dióxido de carbono de la atmósfera. La fotosíntesis consiste prácticamente en eso, en capturar dióxido de carbono y agua del medio exterior, generar con ellos sustancias orgánicas, como los azúcares y las grasas, y eliminar y expulsar el oxígeno que sobra. Por consiguiente, la captura de dióxido de carbono por los organismos fotosintéticos pudo eliminar el efecto invernadero causado por este gas y enfriar al planeta de manera muy intensa, causando la primera Gran Glaciación.
La conclusión de las anteriores consideraciones es que cualquier evento pudo ser causa del otro, pero para averiguar esto debemos determinar qué sucedió antes, si la Gran Oxidación o la primera Gran Glaciación. Un numeroso grupo de investigadores ha estudiado esta cuestión mediante el análisis de la oxidación de los átomos de azufre contenidos en sedimentos localizados en la península de Kola, al norte de Siberia, correspondientes a la época en la que ocurrieron ambos eventos. Según su estado de oxidación, el azufre sedimenta de manera diferente, por lo que su análisis puede determinar en qué sedimentos, correspondientes a una época precisa, sucedió la Gran Oxidación.
Los resultados de estos estudios indican que la Gran Oxidación se produjo dentro del intervalo de entre aproximadamente hace 2.501 a hace 2.434 millones de años. Este intervalo es claramente anterior al momento de la primera Gran Glaciación de la Tierra, cuya datación se ha establecido por otros métodos y en otro lugar del planeta, a partir de formaciones geológicas en Sudáfrica. Así pues, los resultados de estos estudios sugieren que la Gran Oxidación precedió a la primera Gran Glaciación, no al revés, y que fue la actividad de los seres vivos la que cambió el clima de la Tierra y no el cambio de clima el que causó un drástico cambio en la evolución de los seres vivos.
Algo similar puede estar sucediendo hoy. La acción de una sola especie de ser vivo, la especie humana, está causando un masivo cambio en el clima de la Tierra, en esta ocasión calentándola, y no enfriándola. La gran diferencia es que mientras hace millones de años la vida no sabía lo que hacía, hoy sí lo sabe, y puede cambiar su comportamiento para proteger y preservar el planeta. Esperemos que así sea.
Referencia: Matthew R. Warkea el al (2020) The Great Oxidation Event preceded a Paleoproterozoic “snowball Earth. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2003090117
Jorge Laborda, 14 de junio de 2020
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