Hoy el oxígeno compone aproximadamente el 21% de nuestra atmósfera. Pero no siempre fue tan abundante. Hace unos 2,7 mil millones de años las cianobacterias – bacterias acuáticas que generan energía por medio de la fotosíntesis – evolucionaron y empezaron a liberar oxígeno en los océanos. Este oxígeno se fue acumulando gradualmente en la atmósfera en lo que se conoce como Gran Oxidación o Gran Evento de Oxidación (GEO), y ocurrió hace unos 2,4 a 2,1 mil millones de años. Sin embargo, las nuevas investigaciones sugieren que las bacterias aeróbicas (dependientes del oxígeno) habrían surgido mucho antes del GEO.
Un equipo internacional de investigadores reconstruyó el árbol evolutivo de una de las más antiguas formas de vida de la Tierra, revelando que las bacterias podrían haberse adaptado a la presencia del oxígeno mucho antes de que abundara en nuestra atmósfera. Su trabajo se detalla en el estudio publicado hoy en la revista Science, y se opone a la suposición anterior de que la mayor parte de la vida anterior al GEO era anaeróbica, es decir que los organismos no necesitaban oxígeno para sobrevivir.
El equipo usó análisis multidisciplinarios para reconstruir un árbol evolutivo de las bacterias y encontrar cuándo fue que se adaptaron al oxígeno. Esa tarea incluyó el análisis de registros geológicos, evidencia fósil y más de 1.000 diferentes genomas de bacterias; aplicando la clasificación filogenética (que compara la historia de dos formas de vida estrechamente entrelazadas) y los modelos de computación, según el árbol evolutivo el último ancestro común de las bacterias modernas probablemente haya existido entre 4,4 y 3,9 mil millones de años atrás.
Los ancestros de las bacterias
“Esta mirada combinada del uso de datos de genoma, fósiles e historia geoquímica de la Tierra, brinda nueva claridad a las líneas de tiempo de la evolución, en especial en el caso de grupos de microbios para los que no tenemos registros fósiles”, declaró para la universidad Gergely Szöllősi, coautor del trabajo y biólogo evolucionista del Instituto de Ciencias y Tecnología de la Universidad de Okinawa.
Los resultados sugieren que algunas bacterias aeróbicas surgieron antes del GEO, hace unos 3,22 a 3,25 mil millones de años. Es probable que estos linajes de bacterias fueran ancestros de las cianobacterias, lo que significa que evolucionaron para ser capaces de metabolizar pequeñas cantidades de oxígeno antes de desarrollar la fotosíntesis. De hecho, el estudio sugiere que la adaptación al oxígeno tal vez haya tenido un rol crucial en la evolución de la capacidad de fotosíntesis de las cianobacterias, y como consecuencia, de los cambios en la atmósfera de la Tierra durante el GEO.
La perspectiva del equipo ”funciona bien para el estudio de la propagación de los metabolismos aeróbicos y podría ser útil para la exploración del surgimiento de otras características y su interacción con los cambios ambientales del planeta a lo largo de los tiempos geológicos”, dijo Tom Williams, biólogo de computación evolutiva en la Universidad de Bristol, y también coautor del trabajo.
Este estudio también nos recuerda el hecho de que la atmósfera tal como la disfrutamos hoy fue tomando forma a lo largo de miles de millones de años de actividad microbiana.
