La producción de oxígeno se inició antes, hace 3.000 millones de años

Un consenso general afirma que el primer oxígeno apreciable se acumuló en la atmósfera de la Tierra hace unos 2.300 millones años durante el llamado Gran Evento de Oxidación (GOE, por sus siglas en inglés). Sin embargo, una nueva investigación apunta que la producción de oxígeno por cianobacterias fotosintéticas puede haberse iniciado incluso hace 3.000 millones de años, con las concentraciones de oxígeno en la atmósfera subiendo y bajando episódicamente durante muchos cientos de millones de años.

Este estudio, realizado por un equipo de biogeoquímicos de la Universidad de California, Riverside (UCR, por sus siglas en inglés), Estados Unidos, refleja el equilibrio entre la producción fotosintética variable y su consumo a través de reacción con compuestos reducidos como el gas hidrógeno. De esta forma, estos expertos ofrecen una idea no tradicional acerca de la primera acumulación de oxígeno en la atmósfera, considerado el evento biológico más importante en la historia de la Tierra.

"Hay un creciente cuerpo de datos que apunta a la producción de oxígeno y la acumulación en el océano y la atmósfera mucho antes del GOE", afirma el autor principal de la síntesis completa de este trabajo de más de una década, Timothy W. Lyons, profesor de Biogeoquímica en el Departamento de Ciencias de la Tierra.

Lyons y sus coautores, Christopher T. Reinhard y Noah J. Planavsky, ambos exalumnos de posgrado de la UCR, tuvieron en cuenta que una vez que el oxígeno finalmente estableció una fuerte presencia en la atmósfera hace alrededor de 2.300 millones de años probablemente se elevó a concentraciones altas, potencialmente incluso tasas como las que se observan en la actualidad. Luego, por razones no bien comprendidas, el oxígeno cayó a una pequeña fracción de los niveles actuales y el mar se mantuvo sobre todo libre de oxígeno por más de mil millones de años.

"Este periodo prolongado con poco oxígeno, que va desde aproximadamente 2.000 hasta hace menos de 1.000 millones de años fue un momento de estabilidad química notable en el océano y la atmósfera", explica Lyons, cuya investigación publica este miércoles la revista 'Nature'. El equipo de científicos prevé que una serie de procesos de interacción mantiene el oxígeno a niveles muy bajos, principalmente al modular la disponibilidad de nutrientes para mantener la vida en el océano y, por lo tanto, la actividad fotosintética de producción de oxígeno.

"Sugerimos que el oxígeno era mucho más bajo de lo que se había pensado durante este importante capítulo en el medio de la historia de la Tierra, lo que probablemente explica la baja abundancia y diversidad de organismos eucariotas y la ausencia de animales", subraya Lyons.

El periodo Proterozoico tardío que comenzó hace menos de 1.000 millones de años después de este notable capítulo de bajos niveles sostenidos de oxígeno fue notablemente diferente, marcado por eventos climáticos extremos que se manifestaron en glaciaciones a escala mundial, indicando, al menos, intervalos de tiempos como los modernos con abundancias de oxígeno y la aparición y diversificación de los primeros animales.

"A pesar de las nuevas ideas sobre el origen de los animales, sospechamos que el oxígeno juega un importante papel, si no dominante, en el momento del aumento de los animales y, en particular, la posterior aparición de las ecologías complejas para la vida animal y los sedimentos, las relaciones depredador-presa y los grandes organismos", destaca Lyons. "Pero, de nuevo, la retroalimentación está a la orden del día. El cambio ambiental impulsa la evolución y los avances en la progresión de la vida alteran el medio ambiente", añade.

Lyons y los coautores junto con grupos de investigación de todo mundo, están centrando los esfuerzos actuales sobre el calendario y los controladores de la oxigenación a finales del Proterozoico, favoreciendo una combinación de formación de montañas a escala global, controles de la evolución sobre la forma en la que el carbono realiza un ciclo en la biosfera y eventos climáticos concomitantes.