Un geomicrobiólogo de la Universidad de Washington en St. Louis ha propuesto que la evolución es la principal fuerza impulsora en el desarrollo temprano de la Tierra en lugar de los procesos físicos, como la tectónica de placas.
Carrine Blank, Ph.D., profesora asistente de geomicrobiología de la Universidad de Washington en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias en Artes y Ciencias, estudiando las cianobacterias, bacterias que usan luz, agua y dióxido de carbono para producir oxígeno y biomasa, han concluido que estas Las especies comenzaron en la Tierra en los sistemas de agua dulce en los continentes y evolucionaron gradualmente para existir en ambientes de agua salobre, luego en ambientes de mayor salinidad, ambientes marinos e hiper salinos (corteza salina).
Las cianobacterias son organismos que dieron lugar a los cloroplastos, la fábrica de oxígeno en las células vegetales. Hace medio billón de años, las cianobacterias eran anteriores a organismos más complejos como las plantas multicelulares y funcionaban en un mundo donde el nivel de oxígeno de la biosfera era mucho menor de lo que es hoy. Durante su larga vida útil, las cianobacterias han desarrollado un sistema para sobrevivir en un entorno oxidante que aumenta gradualmente, haciéndolas interesantes para una amplia gama de investigadores.
Blank puede sacar su hipótesis de los árboles genealógicos que está dibujando de las cianobacterias. Es probable que sus observaciones inciten al debate entre biólogos y geólogos que estudian una de las épocas más controvertidas de la Tierra, hace aproximadamente 2.100 millones de años, cuando surgieron las cianobacterias por primera vez en la Tierra. Este fue un momento en que la atmósfera de la Tierra tuvo un aumento increíble, misterioso e inexplicable de oxígeno, de niveles extremadamente bajos al 10 por ciento de lo que es hoy. Hubo tres glaciaciones globales, algunos dicen que cuatro, y el registro fósil refleja un cambio importante en la cantidad de organismos que metabolizan el azufre y un cambio importante en el ciclo del carbono.
"La pregunta es: ¿por qué?" dijo Blank.
“Mi contribución es el intento de encontrar explicaciones evolutivas para estos cambios importantes. Hubo muchos movimientos evolutivos en las cianobacterias en este momento, y las bacterias estaban teniendo un impacto en el desarrollo de la Tierra. Los geólogos en el pasado han estado confiando en los eventos geológicos para las transiciones que desencadenaron el cambio, pero estoy argumentando que muchas de estas cosas podrían ser evolutivas ".
Blank presentó su investigación en la reunión anual de 2004 de la Sociedad Geológica de América, celebrada del 7 al 10 de noviembre en Denver.
El descubrimiento de Blank de que las cianobacterias surgieron primero en lagos o arroyos de agua dulce es contradictorio.
"La mayoría de las personas asume que las cianobacterias surgieron de un ambiente marino; después de todo, siguen siendo importantes para los ambientes marinos de hoy, por lo que siempre lo han sido", dijo Blank. “Cuando las cianobacterias comenzaron a aparecer, no había escudo de ozono, por lo que la luz ultravioleta habría matado la mayoría de las cosas. Tenían que haber encontrado formas de lidiar con la luz ultravioleta, y hay evidencia de que fabricaron pigmentos que absorben los rayos ultravioleta, o encontrar formas de crecer bajo los sedimentos para evitar la luz ".
Para estudiar la evolución de las cianobacterias, Blank dibujó un árbol principal utilizando múltiples genes de secuencias completas del genoma. Se agregaron especies adicionales al árbol utilizando genes de ARN ribosómico. ¿Caracteres morfológicos, por ejemplo, la presencia o ausencia de una vaina, crecimiento unicelular o filamentoso, la presencia o ausencia de heterocistos? una célula de paredes gruesas que ocurre a intervalos? fueron codificados y mapeados en el árbol. La distribución de los rasgos se comparó con los encontrados en el registro fósil.
Las cianobacterias que surgieron hace unos dos mil millones de años se estaban convirtiendo en microbios complejos que tenían diámetros celulares más grandes que los grupos anteriores, al menos 2.5 micras. El árbol de Blank muestra que varios rasgos morfológicos surgieron independientemente en múltiples líneas, entre ellas una estructura de cubierta, crecimiento filamentoso, la capacidad de fijar nitrógeno, termofilia (amor al calor), movilidad y el uso de sulfuro como donante de electrones.
"Necesitaremos muchos análisis del registro de micro-fósiles por parte de paleobiólogos serios para ver qué tan sólida es esta hipótesis", dijo Blank. “Este marco de tiempo es uno de los mayores acertijos para biólogos y geólogos por igual. Una gran cantidad de cosas están sucediendo en el registro geológico ".
Fuente original: Comunicado de prensa de WUSTL
