Sunday, January 29, 2023
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La historia de la vida en la Tierra nos advierte sobre lo que está pasando

by Annette YOUNG
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Las especies que, como la nuestra, consiguen un éxito descomunal, pagan por ello un horrible precio

El éxito desmedido de una especie hace 2.600 millones de años convirtió a la Tierra en una bola de nieve y dio lugar a la mayor extinción masiva de todos los tiempos. La humanidad vive ahora un momento parecido: hemos iniciado un largo período de calentamiento letal que podría llevarnos a la extinción. ¿Vale la pena arriesgarnos?

En determinadas ocasiones, durante la ya larga historia de la vida sobre la Tierra, unas cuantas especies consiguieron hacer ciertos descubrimientos verdaderamente excepcionales. Invenciones que no existían antes y cuya aparición fue capaz de cambiar por completo las reglas del teatro ecológico y del drama evolutivo. El impacto de estos hallazgos es tan grande que tras ellos nada vuelve ser como antes.

Un buen ejemplo de este tipo de inventos es la fotosíntesis oxigénica desarrollada por las cianobacterias. Antes de eso en la atmósfera de la Tierra no había oxígeno libre, ni por supuesto ningún ser vivo que, como nosotros, respirarse oxígeno.

Por lo basic un gran invento hace que la especie que lo descubre consiga una enorme ventaja selectiva frente a todos sus competidores. Como consecuencia, las rarísimas especies que aciertan en uno de estos hallazgos extraordinarios proliferan desmesuradamente. A cambio llevan a la extinción a buena parte de las otras especies.

Tecnosfera

En este sentido los seres humanos hicimos un descubrimiento excepcional: la tecnología avanzada. Gracias a ella nos hemos vuelto, con mucho, la especie dominante en el planeta. Hasta tal punto es así que, según se estima, el whole de los productos que fabricamos, cultivamos o criamos (la llamada Tecnosfera) tiene en la actualidad más masa que todas las demás especies de seres vivos del planeta juntas.

La consecuencia es que mientras disfrutamos de nuestro éxito, a la gran mayoría de las demás especies les va extremadamente mal. Cada día se extinguen algo más de 150 especies, un ritmo de extinción 100.000 veces mayor del que se daba antes de nuestra tecnología.

Sin duda alguna, hoy en día hemos alcanzado un ritmo de extinción de especies tan grande como el que se dio en las peores catástrofes de la historia de la vida en la Tierra, como pudo ser la Gran Extinción del Pérmico 250 millones de años atrás, o la más conocida extinción de los dinosaurios de hace 65 millones de años.

Podríamos pensar -como de hecho hacen muchos- que, con independencia de lo que les ocurra a las demás especies, hoy en día a nosotros nos va tan bien que nada puede terminar con nosotros. Somos extremadamente afortunados… ¿O no?

Jugar mejor

Albert Einstein decía que, para sobrevivir, la humanidad tenía que aprender las reglas del juego y después jugar mejor que nadie.

En este sentido, la historia evolutiva de la vida en la Tierra nos enseña cuáles son las reglas del juego. Desafortunadamente para nosotros, el registro fósil indica que las especies que, como la nuestra, consiguen un éxito descomunal pagan por ello un horrible precio.

Un buen ejemplo de esto ocurrió hace unos 2.600 millones de años. Por aquel entonces, nuestro mundo period muy diferente de lo que es hoy en día. Si en ese momento alguien hubiese fotografiado nuestro planeta desde la orbita lunar (como hizo Invoice Anders en su icónica foto Earthrise), obtendría una imagen muy diferente a la del pequeño planeta azul con una atmósfera muy tenue que nos resulta tan acquainted. En aquel tiempo la Tierra period un planeta naranja oscuro con una atmósfera extremadamente densa. Sus mares tampoco eran azules, sino de un extraño verde chillón.

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El aprovechamiento de la energía photo voltaic dio lugar a varios de los mayores cambios de la vida en la Tierra. | Piccolo Namek.

Estrategias metabólicas

Hace 2.600 millones de años, la Tierra ya llevaba alrededor de 1.000 millones de años habitada por densas comunidades de microorganismos que prosperaban mediante estrategias metabólicas que hoy consideraríamos de lo más extrañas.

Estos organismos obtenían su energía sin necesidad de respirar oxígeno. De hecho, no había oxígeno libre ni en la atmósfera, ni disuelto en los océanos de esa Tierra primitiva. Así, los microorganismos de esa época utilizaban formas de respiración que hoy nos resultarían extremadamente extrañas.

Siguiendo una extraordinaria serie de metabolismos peculiares, los seres vivos de aquel entonces empleaban elementos como el hidrógeno, el azufre o el hierro, en sus peculiares formas de respiración. Sin duda fueron, con mucho, los más refinados y diversos bioquímicos de la historia de la vida, capaces de explorar las más extrañas formas de biología molecular.

Entre sus excepcionales descubrimientos figuran numerosas formas de fotosíntesis anoxigénica (que no liberaban oxígeno). Al menos cinco grandes grupos descendientes de estos extraños fotosintetizadores han sobrevivido hasta hoy en áreas marginales del planeta. Por ejemplo, uno de estos grupos hace una fotosíntesis que al ultimate libera azufre.

Liberando metano

Ahora estos fotosintetizadores anoxigénicos nos resultan extraños y por fotosintetizadores solemos referirnos exclusivamente a las plantas, algas y fotooxibacterias, es decir a lo fotosintetizadores oxigénicos. Pero la realidad es que estos fotosintetizadores anoxigénicos aparecieron sobre la Tierra mucho antes que los oxigénicos.

El mundo de hace 2.600 millones de años period extraordinariamente diverso y próspero. Y uno de los grupos de microorganismos que más abundaban en él eran las arqueas metanógenas. Estos organismos liberan metano como resultado de su peculiar respiración anaerobia.

Durante millones de años, las arqueas metanógenas consiguieron que hubiese ingentes cantidades de metano en la atmósfera. Sin embargo, el metano es un gasoline que produce un efecto invernadero muchísimo mayor que el dióxido de carbono (casi 30 veces mayor).

Pero por aquel entonces, el Sol period una estrella más joven y liberaba mucha menos energía de la que produce hoy en día. Así, el ingente trabajo de los metanógenos mantenía a la Tierra razonablemente caliente.

Pero las cianobacterias descubrieron la fotosíntesis oxigénica en la que el agua es el donante primario de electrones. Como resultado este tipo de fotosíntesis escinde las moléculas de agua liberando oxígeno.

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La evolución de las especies ha sido accidentada. | OpenClipart-Vectors en Pixabay.

Invento extraordinario

Sin duda es un invento extraordinario. Este tipo de fotosíntesis es muchísimo más eficiente que cualquiera de las fotosíntesis anoxigénicas descubiertas por la vida hasta entonces. Pero también es un invento de una enorme complejidad.

Para conseguirlo se necesita que dos complejas maquinarias celulares diferentes (los fotosistemas I y II) funcionen integrados simultáneamente. Sin duda conseguir esta sofisticadísima maquinaria molecular fue extraordinariamente difícil.

Hace 2.600 millones de años existían diversos grupos de bacterias fotosintéticas anoxigénicas. También había dos grupos de cianobacterias primitivas, las Melainabacterias y las Sericytochromatia. A partir de estas un surgió un nuevo grupo de cianobacterias, las Oxifotobacterias, que adquirieron la capacidad de realizar una fotosíntesis oxigénica mediante un sorprendente método: incorporar genes de otras especies de microorganismos (lo que se conoce como transferencia horizontal de genes).

Estas Oxifotobacterias adquirieron la fotosíntesis oxigénica cuando integraron los genes de los fotosistemas I por una parte y del fotosistema II por otra. Ambos fotosistemas ya estaban presentes en otras bacterias fotosintéticas anoxigénicas, Pero nunca habían estado simultáneamente en un organismo vivo.

Una vez que incorporaron en un solo organismo, el conjunto de los genes que codifican ambos fotosistemas las Oxifotobacterias empezaron a realizar la fotosíntesis oxigénica.

Ventaja evolutiva

Este tipo de fotosíntesis oxigénica es decenas de veces más eficiente desde un punto de vista energético que cualquier otro tipo de fotosíntesis anoxigénica. Esto les dio a las cianobacterias Oxifotobacterias que la descubrieron una enorme ventaja. En ese momento eran con mucho los organismos energéticamente más eficientes de la Tierra, los grandes campeones del metabolismo autótrofo.

Pero el ingente éxito de estas cianobacterias empezó a liberar enormes cantidades de oxígeno a la atmósfera. La Tierra empezó a enriquecerse en oxígeno gaseoso que hasta entonces había estado ausente.

Pero el oxígeno period un veneno extremadamente tóxico para los microorganismo anaerobios que poblaban el planeta. A medida que su nivel aumentaba, se fue produciendo un catastrófica pérdida de biodiversidad.

Además, la atmósfera de esa época period rica en metano. Y el metano reacciona con el oxígeno. Como resultado, el metano desaparece por oxidación con el oxígeno atmosférico.

A medida que aumentaba la cantidad de oxígeno atmosférico el metano desaparecía oxidado a dióxido de carbono. Como el efecto invernadero del metano es alrededor de 30 veces superior al del dióxido de carbono, y el Sol en aquella época emitía menos energía de lo que lo hace hoy en día, la Tierra empezó a enfriarse.

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Impresión artística de la Tierra enfriándose. En este estadio, las nubes atmosféricas no permiten ver la superficie desde el espacio. | Francis Reddy. NASA/Goddard House Flight Heart

La Tierra fue una bola de nieve

El mayor crecimiento de las cianobacterias oxigénicas se alcanzó hace unos 2.400 millones de años. Para entonces ya se había desatado la catástrofe. La atmósfera de la Tierra, sin su elevada concentración de metano, no podía mantener lo suficientemente caliente al planeta. Aunque la inercia térmica de la Tierra consiguió retrasar durante un cierto tiempo el enfriamiento letal, la tragedia estaba servida.

Ajenas a lo que se les avecinaba, las Oxifotobacterias seguían creciendo sin límite alguno.

Entonces se desató la llamada Glaciación Huroniana. Todo parece indicar que fue la glaciación más intensa que padeció nuestro planeta. El mar se heló hasta el ecuador. Incluso en las zonas tropicales el hielo tenía un espesor de centenares de metros. Durante más de 300 millones de años la Tierra fue una bola de nieve.

Sin embargo, tanto el aumento en la emisión de radiación del Sol en su inexorable camino hasta convertirse en una estrella gigante roja, como fenómenos de intenso vulcanismo, que enviaron grandes cantidades de gases de efecto invernadero a la atmósfera, consiguieron que a veces la Tierra dejase de ser una bola de nieve, para volver a serlo unos millones de años más tarde. Por fin, hace unos 580 millones de años la Tierra dejó de ser una bola de nieve.

Durante esos períodos, la gran mayoría de las especies que poblaban la Tierra se extinguieron. La vida estuvo a punto de desaparecer. Tan solo en unas pocas “arcas de Noe”, como en algunas fuentes termales o en zonas de dorsales oceánicas donde había agua líquida, pudieron sobrevivir “de milagro” unos cuantos organismos.

Éxito desmedido

El éxito desmedido de una especie hace 2.600 millones de años dio lugar a la mayor extinción masiva de todos los tiempos. Y durante un larguísimo período de unos 1.820 millones de años el clima fue extremadamente adverso. Durante cientos de millones de años la vida peligró.

De hecho, no se recuperó totalmente hasta la gran radiación evolutiva del Cámbrico, hace tan solo unos 542 millones de años.

Como diría Einstein estas son las reglas del juego. Las cianobacterias no pueden pensar. Pero los humanos tal vez deberíamos preguntarnos si vale la pena arriesgarnos a iniciar un largo período de calentamiento letal que lleve a la extinción a la gran mayoría de las especies de la Tierra, incluyéndonos a nosotros mismos.

Cómo escapar de la extinción humana: artículos para entender lo que está pasando con el planeta

Bajo este epígrafe publicamos una serie de artículos que analizan de forma científicamente rigurosa la disaster planetaria en sus diferentes dimensiones, así como explican cómo afectará a nuestras vidas y el precio que habremos de pagar para escapar de la catástrofe que podría acabar con la vida en la Tierra.

Ofreceremos una visión completa de la problemática, siempre en clave divulgativa, que no solo expondrá los últimos conocimientos sobre biología y ecología, sino también las últimas aportaciones desde campos tan dispares como la neurobiología (intentando ver por qué nos comportamos como lo hacemos cuando destruimos nuestro propio ambiente), e incluso desde la economía más científica.

El objetivo de esta serie de artículos es que cualquier persona pueda no solo entender lo que está pasando, sino también, si así lo desea, comprometerse con el planeta con los conocimientos adecuados que le permitan trascender medidas meramente estéticas.

Como el cambio international que estamos sufriendo es extremadamente complejo, los artículos que intentan explicarlo van a ser relativamente complejos. Pero vale la pena esforzarse para entender el cambio international, ya que es algo extremadamente grave.

Para ello le invitamos a hacer un viaje largo y complejo, pero también divertido, a través de toda esta serie de artículos. Solo después de haber leído muchos de ellos estará en condiciones de entender bien lo que estamos viviendo como especie y de actuar en consecuencia.

EDUARDO COSTAS

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