La Tierra carec�a de ox�geno atmosf�rico hace dos mil millones de a�os. De hecho, el ox�geno libre, como el que respiramos hoy, solo apareci� de manera duradera en un momento llamado el Gran Evento de Oxidaci�n.
Un equipo del MIT ha estudiado el origen de un compuesto esencial para la respiraci�n, una enzima presente en la mayor�a de los seres vivos que utilizan ox�geno. Sus trabajos, publicados en Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, demuestran que esta enzima ya exist�a durante el Mesoarqueano, una era que se extiende entre 3,2 y 2,8 mil millones de a�os antes de nuestra era. Este per�odo precede por varios cientos de millones de a�os el momento en que el ox�geno se acumul� en el aire, situando as� la aparici�n de este mecanismo biol�gico mucho antes de lo previsto.
Durante esa �poca lejana, los principales productores de ox�geno eran las cianobacterias, microbios capaces de realizar la fotos�ntesis. Su aparici�n se remontar�a a aproximadamente 2,9 mil millones de a�os, mucho antes del Gran Evento de Oxidaci�n. Por lo tanto, pudieron liberar ox�geno durante un per�odo muy largo sin que �ste se acumulara de manera notable. Durante mucho tiempo, los cient�ficos estimaron que las reacciones qu�micas con las rocas absorb�an la mayor parte de este gas. El nuevo estudio plantea una idea adicional: la vida misma podr�a haber consumido este ox�geno naciente.
Para llegar a esta conclusi�n, los investigadores analizaron la evoluci�n de la enzima a trav�s del tiempo. Examinaron su secuencia gen�tica en varios miles de especies modernas y colocaron esta informaci�n en el �rbol evolutivo de la vida. Cruzando estos datos con las fechas conocidas de ciertas especies f�siles, pudieron estimar en qu� per�odo apareci� la enzima. Su modelo indica que esta capacidad para procesar ox�geno naci� poco despu�s de la emergencia de las cianobacterias.
La cartograf�a de la evoluci�n de la enzima en miles de especies modernas indica que apareci� poco despu�s de los primeros productores de ox�geno. Cr�dito: Fatima Husain
Seg�n este escenario, organismos que viv�an cerca de las cianobacterias habr�an evolucionado r�pidamente para captar y utilizar las peque�as cantidades de ox�geno producidas. Al consumirlo, estos primeros respiradores habr�an as� participado en retrasar su acumulaci�n en la atm�sfera durante cientos de millones de a�os. Esta din�mica explicar�a en parte el largo retraso entre la producci�n inicial de ox�geno y el momento en que se convirti� en un componente estable del aire. El conjunto muestra una vez m�s la r�pida adaptabilidad de la vida frente a nuevos recursos energ�ticos.
Los investigadores del MIT y de la Universidad de Oreg�n responsables de este estudio precisan que estos resultados modifican nuestra percepci�n de la respiraci�n aer�bica. Ya no se tratar�a de una innovaci�n ocurrida �nicamente despu�s de que la atm�sfera se volviera rica en ox�geno. Por el contrario, algunos seres vivos ya hab�an desarrollado esta aptitud cuando las condiciones globales a�n no lo permit�an.
Finalmente, la historia del ox�geno en la Tierra se revela diferente. Su presencia duradera en el aire resulta de un equilibrio entre su producci�n por organismos como las cianobacterias y su consumo por otras formas de vida o por las rocas. Estos trabajos recientes muestran que la respiraci�n aer�bica es una invenci�n extremadamente antigua. Probablemente contribuy� a la diversificaci�n de la vida mucho antes de su acumulaci�n en la atm�sfera.