C¨®mo se llen¨® de ox¨ªgeno la atm¨®sfera de la Tierra

La vida en la Tierra tard¨® ¡°poco¡± en aparecer tras la formaci¨®n del planeta. Hace al menos 3.700 millones de a?os, y quiz¨¢ cientos de millones de a?os antes, ya hab¨ªa seres capaces de reproducirse en un mundo donde los oc¨¦anos acababan de aparecer. Faltaba, sin embargo, un elemento que hizo posible que aquellos seres comenzasen a cooperar entre ellos y finalmente acabasen apareciendo los animales, hace solo quinientos millones de a?os. El ox¨ªgeno fue el combustible que aliment¨® el metabolismo de los seres vivos y transform¨® nuestro planeta en un mundo habitado, pero sigue habiendo dudas sobre c¨®mo apareci¨®.

El estudio geol¨®gico indica que hasta hace unos 2.400 millones de a?os no hab¨ªa ox¨ªgeno en la atm¨®sfera terrestre o en sus oc¨¦anos. A partir de ese momento, en tres explosiones, el porcentaje de este gas se fue incrementando hasta ocupar el 21% de la atm¨®sfera.

Una de las explicaciones m¨¢s aceptadas responsabiliza de aquel vuelco atmosf¨¦rico a las cianobacterias, unos microbios que comenzaron a utilizar la energ¨ªa del sol para producir carbohidratos y ox¨ªgeno a partir del agua y el di¨®xido de carbono. Esta nueva t¨¦cnica, que ahora conocemos como fotos¨ªntesis, dio a estos organismos un ¨¦xito sin precedentes. Pero mejor siempre es peor para algunos. Los seres que hab¨ªan satisfecho sus necesidades energ¨¦ticas durante m¨¢s de mil millones de a?os sin ox¨ªgeno descubrieron que aquel nuevo gas era veneno para sus c¨¦lulas. Aquello fue un cambio de r¨¦gimen y el triunfo de las cianobacterias fue tal que hoy todas las plantas de la Tierra las llevan incorporadas en sus organismos en forma de unos org¨¢nulos bautizados como cloroplastos.

Despu¨¦s, hicieron falta casi 2.000 millones de a?os m¨¢s hasta que los niveles de ox¨ªgeno bastasen para permitir la existencia de los primeros animales. El debate cient¨ªfico que trata de explicar este proceso ha sido intenso. Ahora un equipo de la Universidad de Leeds (Reino Unido) ha elaborado un modelo seg¨²n el cual, m¨¢s all¨¢ de la aparici¨®n de los primeros microbios fotosint¨¦ticos y el movimiento de las placas tect¨®nicas ¡ªdos fen¨®menos que comenzaron hace 3.000 millones de a?os y tuvieron influencia en la oxigenaci¨®n de la Tierra¡ª, el incremento del gas esencial para la vida en la atm¨®sfera era cuesti¨®n de tiempo.

Los planetas con ox¨ªgeno ser¨ªan m¨¢s frecuentes de lo que se pensaba ¡°porque no son necesarios avances biol¨®gicos improbables¡±, asegura Alcott

El ox¨ªgeno no es una sustancia rara. Es el tercer elemento m¨¢s abundante del universo, despu¨¦s del hidr¨®geno y el helio, pero es tremendamente "sociable" y puede formar compuestos con casi todos los elementos de la tabla peri¨®dica. Durante muchos millones de a?os el interior de la Tierra mantuvo la elevada temperatura alcanzada durante su formaci¨®n, pero el enfriamiento progresivo redujo la cantidad de gases volc¨¢nicos que surg¨ªan de su interior. Estos gases eran los que, al reaccionar con el ox¨ªgeno, lo retiraban de la atm¨®sfera. Ese cambio en el equilibrio permiti¨® que el ox¨ªgeno producido por las cianobacterias comenzase a generar un super¨¢vit que se fue acumulando. El nuevo modelo explicar¨ªa el intrigante intervalo entre la aparici¨®n de los organismos que produc¨ªan ox¨ªgeno y el aumento de este gas en la atm¨®sfera.

Despu¨¦s estos cambios en el equilibrio atmosf¨¦rico afectaron a la cantidad de f¨®sforo en el mar, que depende de los niveles de ox¨ªgeno, y eso tuvo su impacto en los animales que viv¨ªan de la fotos¨ªntesis, que a su vez utilizan f¨®sforo. Cuando esos procesos de retroalimentaci¨®n produjeron un tercer incremento en el porcentaje de ox¨ªgeno en la atm¨®sfera, la Tierra estaba lista para la explosi¨®n de formas de vida complejas, m¨®viles y visibles que desde entonces habitan el planeta.

Lewis Alcott, primer autor del art¨ªculo que se publica en la revista Science, plantea que, adem¨¢s de conocer estos procesos esenciales para la aparici¨®n de la vida en la Tierra, su modelo sugiere que los planetas con atm¨®sferas de ox¨ªgeno abundante pueden darse con m¨¢s frecuencia de lo que se pensaba hasta ahora, ¡°porque [para su aparici¨®n] no son necesarios avances biol¨®gicos m¨²ltiples y muy improbables ni sucesos tect¨®nicos casuales¡±.