Entendiendo el momento más importante para la vida en nuestro planeta

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September 2008. Rangiroa or Te Kokta, is the largest atoll in the Tuamotus, and one of the largest in the world. The lagoon opening at Tiputa is a popular and beautiful diving spot.
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Si hay un “momento cumbre” en la evolución, un hecho en la historia de la vida de nuestro planeta que supone un verdadero antes y después, ese fue la aparición del oxígeno en nuestra atmósfera. Y esto ocurrió porque un grupo muy concreto de organismos, las cianobacterias, desarrollaron la capacidad de realizar la fotosíntesis oxigénica. Lo que no sabíamos hasta ahora es cuándo ocurrió este hecho.

Un par de cuestiones previas. La primera es qué es eso de la “fotosíntesis oxigénica”. Si recordamos lo que estudiamos sobre la fotosíntesis en la escuela, a todos se nos viene a la cabeza eso de que las plantas fijan CO2 y expulsan oxígeno. Esta es la fotosíntesis oxigénica, porque produce oxígeno. Hay otro tipo de fotosíntesis, anterior desde el punto de vista evolutivo, que no produce oxígeno, la fotosíntesis anoxigénica.

Pero la cambió nuestro planeta es la oxigénica, precisamente porque producía oxígeno. El oxígeno que respiramos, y que utilizamos en nuestras rutas metabólicas y nos permite sacarle mucho más “jugo”, obtener mucha más energía, de nuestro alimento. Curiosamente, y esta es la segunda cuestión previa, el oxígeno era tóxico para muchas de las especies de aquel momento en el planeta, y su aparición hizo que muchas especies se extinguiesen.

Vale, pero ¿cuándo tuvo lugar ese momento? Eso es lo que han respondido en su artículo un equipo de investigadores. Y la fecha que dan es anterior a lo que se pensaba: las cianobacterias actuales pueden trazar su relación hasta un antecesor común único hace aproximadamente 2.900 millones de años. Y la rama de la que viene este antecesor a todas las cianobacterias apareció en torno a 3.400 millones de años atrás.

La fotosíntesis oxigénica, por tanto, tuvo que aparece en algún punto de esos 500 millones de años que van entre la aparición de las “proto-cianobacterias” y el antecesor de todas las actuales. 500 años es un rango de tiempo muy amplio, pero no se puede pedir mayor precisión a los métodos empleados.

Que son complejos, pero interesantes de conocer. Generalmente, cuando se traza la antigüedad de una estirpe, bien sea animal, vegetal, bacteriana o lo que sea, nos fijamos en los genes que hereda, en lo que se conoce como transferencia vertical. Una bacteria tiene unos genes, que mutan a una determinada velocidad, y que sus “hijas” heredan. Si medimos las diferencias, las mutaciones entre unas bacterias y otras, o con fósiles, podemos tener una idea de cuánto tiempo ha pasado entre ellas, usando estos “relojes moleculares”.

Pero las bacterias también consiguen genes por otro lado. Tienen los que heredan y los que, por decirlo de alguna manera, roban. La transferencia horizontal, el paso de genes de una bacteria a otra, relacionada o no, también nos ayuda a trazar la antigüedad de los genes y las características.

Vamos a poner un ejemplo. Imaginemos que una bacteria se come a otra. Se come la bacteria completa, incluyendo su genoma. Y de ese genoma puede haber genes que pasen de la bacteria comida a la que comedora. Así tendríamos una transferencia horizontal. Hay otros muchos métodos, de hecho más comunes, pero este nos sirve como ejemplo.

Pues bien, si encontramos un determinado gen en la bacteria comedora, sabemos que ese gen es anterior a la transferencia horizontal. Es decir, que el gen ya existía cuando la bacteria se comió a otra bacteria que lo usaba. Bastante obvio y lógico, ¿no?

Estudiando estas transferencias horizontales en las cianobacterias, se puede complementar lo que se conoce del estudio de relojes moleculares y la herencia normal de genes, la transferencia vertical. Y con los dos tipos de datos, nos podemos acercar mucho más a tener cifras sobre cuándo aparecieron ciertas características sobre el planeta.

Como la fotosíntesis que produce oxígeno, que apareció hace entre 3.400 y 2.900 millones de años, y cambió la historia de la vida para siempre.

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