Aquellas maravillosas bacterias que oxigenaron la atmósfera (I). Protocianobacterias y rastros fósiles de los ecosistemas del Arcaico y Proterozoico

Al investigar sobre las bacterias que oxigenaron la atmósfera me he tropezado con muchos obstáculos. Aparte de los más obvios, que vienen de la escasez de datos relativos a estas bacterias dado la gran cantidad de tiempo transcurrido, el diminuto tamaño de las bacterias y que no son diferenciables por su forma...están otros problemas que no me había planteado antes, causados por la forma en la que se redacta la divulgación científica, la falta de comunicación entre distintas especialidades y el hecho de que se asume o da por válido mucho más de lo que se debería al redactar trabajos y estudios.

Phys.org, la revista que aúna los temas más apasionantes con la redacción más enreversada e incompresible. Le debo unas cuantas horas de lectura desorientada, intentando enterarme de qué estaban hablando. Cianobacteria desprendiendo oxígeno,phys.org

Se subestima la impresionante diversidad climática, ecológica y biológica de la tierra durante dos mil millones de años.

En esta tabla del blog "El rincón de Ivo", se puede apreciar la duración del eón arcaico

Principales eventos y rastros de vida durante las eras Hadeica y Arcaica

La oxigenación de la atmósfera y oceanos fue un proceso que duró casi dos mil millones de años, considerando las últimas teorías sobre la existencia de dos tramos en este suceso. A esto hay que añadir que la vida surgió al menos mil millones antes del inicio de esta oxigenación. Esto es un  periodo de tiempo inimaginable, no se puede comprender de forma intuitiva por la mente humana, que está preparada para periodos más cortos, obviamente. 
Pero que  hay que tratar con la mayor precisión posible, hay que hacer un ejercicio de lógica para saber que esta cantidad de tiempo, y las dimensiones del escenario del que estamos hablando, que es nuestro planeta, nos habla de una variación de condiciones geológicas, químicas, climáticas y biológicas que no debemos pasar por alto. No es lo mismo hablar de la vida al inicio de la Gran Oxigenación, a comienzos del Proterozoico, que de los organismos que existían en el periodo comprendido entre 850 y 540 millones de años atrás, cuando se incrementó el oxígeno en el medio marino (The oxygenation of the atmosphere and oceans) , y tampoco hay comparación posible con el escenario durante la explosión Cámbrica, ocurrida hace 540 millones de años. Pero es que el escenario es muchísimo más complejo, también en lo espacial. Hace unos pocos días escribí sobre las advertencias de un geólogo bastante ameno, es posible y el hombre tiene pinta de simpático en la foto, de que las muestras proxi de un mismo escenario no sólo están sujetas a interpretaciones completamente distintas sino que además pueden ser señales de que las variaciones en las condiciones ambientales eran enormes en puntos no muy alejados del mismo.

  Las protocianobacterias, no las bacterias

Aún así la mayoría de los textos señala a las cianobacterias como responsables de esta oxigenación por dos motivos, por que las cianobacterias actuales son el único tipo de procariota que realiza la fotosíntesis oxigénica, y por que los fósiles más antiguos de estromatolitos se remontan a la época anterior a la gran oxigenación.

Pero es evidente que las primeras bacterias que realizaron la fotosíntesis oxigénica eran anaerobias a a fuerza, al igual que toda la vida existente en el Eón Arcaico y al contrario que la mayor parte de las cianobacterias actuales

 Posiblemente las cianobacterias actuales sean descendientes directas de aquellas bacterias pioneras de la oxigenación, pero desde luego que esas bacterias arcaicas no son las cianobacterias actuales, y a pesar de que en los textos se les llame así, debemos distinguir claramente entre las de la era arcaica y las que existen hoy en día.


También se sabe que las bacterias adquirieron la facultad de respirar oxígeno mucho después de empezar a realizar la fotosíntesis. De hecho la aerobiosis ha evolucionado muchas veces a lo largo de la historia de la vida, y la anaerobiosis es la norma, y no la excepción, de la vida (Energy metabolism among eukaryotic anaerobes in light of Proterozoic ocean chemistry). Así que aquí tenemos que hacer el mismo ejercicio de separación mental que con la fotosíntesis. A pesar de que a todas se las llame cianobacterias, no es lo mismo una baceria de la era arcaica capaz de realizar la fotosíntesis oxigénica pero anaerobia que una del proterozoico, aerobia y oxigénica en condiciones ecológicas diferentes a las actuales, que nuestras amigas las cianobacterias del presente.
Esto es tan sólo un  ejercicio de lógica elemental que ahorraría mucho tiempo a los pobres que intentamos entender lo que se sabe sobre el Gran  Evento de Oxigenación leyendo numerosos estudios y artículos de prensa en los que se habla alegremente de cianobacterias sin distinguir nada. Y no os podeis figurar lo confuso que puede llegar a ser, especialmente cuando te quieres hacer una idea de qué organismos vivieron en este periodo de tiempo y cómo de diversa era la vida.

Rastros que ha dejado la vida en la era arquea y el eón proterozoico, antes de la explosión del Cámbrico 

Estromatolitos

los estromatolitos, son bioconstrucciones, estructuras orgánicas sedimentarias formadas por la acumulación de partículas carbonatadas debido a la actividad de las bacterias, especialmente las cianobacterias (protocianobacterias, dado que estamos hablando de la era arcaica). Los más antiguos se remontan a 3.700 millones de años, y la mayor frecuencia de estas estructuras se dio hace unos 1.250 millones de años, el proterozoico. y después declinaron en frecuencia y diversidad.

Evidencias indirectas de vida en las rocas más antiguas 

tales como las formaciones de hierro bandeado de Groelandia de 3.800 millones de años

 Restos miscrocópicos de organismos procariotes asociados a los estromatolitos

Células y filamentos de 11 grupos distintos, muchos similares a las cianobacterias oxigénicas actuales, encontrados en fósiles del supergrupo de Pilbara, en el Oeste de Australia, con una antigüedad de 3.460 millones de años.

 

estructuras de bacterias esferoidales dentro de las rocas

 de la formación Fig Tree Group en Sudáfrica, de unos 3.100 millones de años.
 

Restos moleculares procedentes de eucariotes

 en esquistos negros del Noroeste de Australia (que parecen indicar que la vida eucariota comenzó hace 2.700 millones de años).
Fuente: http://higheredbcs.wiley.com/legacy/college/levin/0471697435/chap_tut/chaps/chapter08-08.html