Descubren un mecanismo que permitió la acumulación de oxígeno en la Tierra: su rol en el origen de la vida

“El fósforo, un nutriente esencial para la fotosíntesis, llegó a los océanos antiguos y comenzó el primer aumento importante del oxígeno atmosférico en la Tierra hace más de dos mil millones de años". Esta sorprendente conclusión fue divulgada recientemente por investigadores de la Universidad de Australia Occidental.

El avance fue publicado en Nature Communications y permitió desentrañar un mecanismo clave.

El estudio, liderado por el Dr. Matthew Dodd de la Facultad de Tierra y Océanos de la Universidad de Australia Occidental, se centró en analizar cómo los pulsos de fósforo favorecieron la proliferación de microbios fotosintéticos. Según explicó el Dr. Dodd, “estos pulsos de fósforo impulsaron la absorción de carbono orgánico y permitieron la acumulación de oxígeno en el aire, un punto de inflexión que, en última instancia, hizo posible la vida compleja”.

Para comprender este fenómeno, el equipo combinó un archivo global de rocas carbonatadas antiguas con modelos que simulan el sistema climático terrestre.

De este modo, lograron demostrar que tanto el fósforo oceánico como el oxígeno atmosférico experimentaron fluctuaciones paralelas durante el denominado Gran Evento de Oxidación (GOE). La medición del fosfato asociado al carbonato, un indicador del fosfato disuelto en el agua de mar, permitió rastrear señales de isótopos de carbono que reflejan la productividad biológica y el entierro de carbono.

Los investigadores llevaron a cabo miles de experimentos de modelización, que evidenciaron que los aumentos transitorios en el suministro de fósforo a los océanos reproducían tanto una oxigenación rápida como huellas isotópicas distintivas en el registro de rocas. Este resultado respalda la hipótesis de que el fósforo fue el regulador clave que permitió la acumulación de oxígeno en la atmósfera.

El Dr. Dodd subrayó la importancia de este proceso al afirmar que “el oxígeno es la moneda fuerte de la vida compleja, y cuando los niveles de fósforo aumentaron en los océanos primitivos, la fotosíntesis se aceleró”. Añadió que, al enterrar más carbono orgánico, el oxígeno quedó libre para acumularse en la atmósfera, y así fue como la Tierra “respiró hondo por primera vez”.

Las implicancias del estudio

Más allá de su relevancia para la historia terrestre, los resultados del estudio ofrecen herramientas para la astrobiología. El Dr. Dodd señaló: “Los astrónomos consideran cada vez más las atmósferas ricas en oxígeno como objetivos principales en la búsqueda de vida fuera de la Tierra, pero el oxígeno puede, en principio, surgir sin biología”.

En este sentido, el trabajo proporciona un marco para distinguir entre procesos biológicos y abióticos en la generación de oxígeno, al identificar un regulador de nutrientes que conecta océanos, biología y atmósfera. “Ofrecemos una vía biológica comprobable para la creación y el mantenimiento del oxígeno en los mundos vivos”, afirmó el Dr. Dodd, quien también destacó que el estudio “proporciona un marco para interpretar las detecciones de oxígeno en planetas fuera de nuestro sistema solar”.

En el artículo, los autores detallaron que “el Gran Evento de Oxidación (GOE) representa un aumento importante en la concentración atmosférica de O₂ entre aproximadamente 2.430 y 2.060 millones de años atrás, que culminó en el cambio permanente a una atmósfera oxigenada. Sus causas siguen siendo debatidas.

El equipo también precisó que “el GOE encapsula el aumento permanente inicial del O₂ atmosférico. En consecuencia, este fue un evento importante en la evolución de la habitabilidad de la Tierra, que allanó el camino hacia la atmósfera oxigenada de la Tierra, el surgimiento de la vida eucariota y las transformaciones geoquímicas de la superficie y el interior de la Tierra. Si bien existen múltiples líneas de evidencia para el GOE, su comienzo a menudo se ha definido por la desaparición del fraccionamiento independiente de la masa de los isótopos de azufre (MIF-S) en sulfuros y sulfatos sedimentario“.