Bacterias y esos pequeños detalles.

Vista de la Torre Eiffel desde el Trocadero, crédito de la imagen Wikipedia

La historia de los pequeños detalles siempre queda aparcada o ensombrecida por los grandes estereotipos, si al caminar bajo la imponente torre Eiffel de París nos asombramos de las cualidades del ser  humano, podremos comprobar que nadie repara en otorgarle mayor mérito que a Gustave  Eiffel (y no sin razón Ojo!) el hecho de disfrutar de una de las construcciones más bellas realizadas por el hombre. Pero la historia siempre tiene pequeños detalles, pasados por alto sin interés o importancia.

 Cuando pensamos en la alimentación o en el sentido más amplio en el metabolismo, lo primero que hacemos es agrupar rapidamente a los organismos en plantas o en animales. Las plantas captan la energía presente en la luz solar, sintetizan hidratos de carbono y capturan dióxido de carbono; los animales respiran oxígeno y precisan de otros organismos para su alimentación. Sin embargo estas son una mínima parte de las estrategias que utilizan los seres vivos (en realidad los dos modelos de las eucariotas), obviando u olvidando los muchos procedimientos ofertados por un grupo comunmente menos llamativo pero de vital importancia en el modelaje bioquímico del planeta.

Los organismos procariotas poseen un repertorio metabólico mucho más extenso que los eucariotas, de hecho algunas son capaces de utilizar compuestos como fuente energética que pueden resultar tóxicos para la mayoría de organismos. La importancia de los diferentes tipos de metabolismos bacterianos es vital no solo para comprender determinados ciclos de elementos (como el del Nitrógeno), sino para entender como las bacterias fueron explotando diferentes fuentes de energía. Son sin duda los mejores organismos para instruirnos sobre los modos de explotación de la energía y como fue ésta en los albores de la vida.

Desde los experimentos de Miller en los años cincuenta mucho se ha hecho para intentar reproducir vida en un laboratorio, sin embargo desde que él lo intentara nadie ha conseguido dar luz a la incógnita que hay detrás del origen de la vida, nadie sabe como se unieron las moléculas y mucho es lo que no se entiende acerca del origen de la vida hace 3.800 millones de años.

¿Cómo era esa vida hace 3.800 millones de años? ¿sobre que fuente de energía se basaron cuando surgieron? ¿cómo fue su evolución?

Muchas de estas preguntas tiene su respuesta en estos ínfimos e insignificantes organismos llamados bacterias. Algunas pueden respirar Sulfuro de hidrógeno y desarrollarse en ambientes ricos en azufre. Algunas incluso pueden vivir del nitrógeno en diversos compuestos orgánicos y otras fermentan compuestos orgánicos para capturar la energía química encerrada en ellos.

Parece que las primeras bacterias no usaron el agua como fuente de hidrógeno, en vez de ello usaron un compuesto mas “seguro” como el Sulfuro de hidrógeno, de hecho aunque el agua era abundantísima por aquella época si hubieran usado el H2O la liberación de oxígeno habría “quemado” a la célula. Sin embargo la selección natural ya galopaba imparable en aquella época y la aparición de determinadas mutaciones pudo hacer posible la síntesis de determinadas enzimas que protegieran el interior de las bacterias del mortal oxígeno, a partir de entonces se pudo explotar una nueva forma de metabolismo que basaría todo su éxito en una fuente tan “inagotable” como era el sol, la fotosíntesis   como tal había nacido.

¿Pero quienes eran estos nuevos actores?

Estromatolitos fosilizados

En un mundo donde el oxígeno estaba ausente, las bacterias ”reinantes”  explotaban  diferentes vías, los había quimioheterótrofos como nuestras actuales bacterias metanogénicas y reductoras de sulfato, incluso fotosintéticas pero que (como dije antes) usaban el Sulfuro de hidrógeno como fuente de hidrógeno. La aparición de la fotosíntesis aerobica pudo producir un gran cataclismo en las comunidades bacterianas de aquella época, es probable que la oxigenación del planeta acarreara la mayor extinción de la historia de la vida, borrando del mapa a todos los organismos incapaces de adaptarse a la nueva situación. Aunque los indicios de la ”oxigenación” del planeta no fueron evidentes hasta hace 2.500 millones de años (Aprox), hace 3.500 años ya había bacterias semejantes a nuestras actuales cianobacterias, los microfósiles de Warrawoona son de los fósiles más antiguos conocidos y ya poseían una morfología similar, por lo que la invección de la fotosíntesis aerobia pudo ser relativamente temprana.

Sea como fuere, los datos paleontológicos revelan que al  hace más de 2.500 millones de años la tierra era un hervidero de bacterias fotosintéticas (cianobacterias), las estructuras resultantes de estas colonias bacterianas fueron los estromatolitos (“piedras conclón”) encontradas en sedimentos de piedra caliza por todo el mundo y descubiertas por vez primera en el  siglo XIX y que en algunos sitios aparecen sedimentos o depósitos con mas de un kilómetro de espesor.

Sin embargo, una de las consecuencias de la actividad oxigenadora no se encuentran precisamente en los fósiles, sino en nuestras cabezas si paseamos debajo de la Torre Eiffel en Paris, o bajo nuestros pies si atravesamos el Puente de San Francisco. Hace alrededor de 2.200 a 1.8000 millones de años el oxígeno liberado por las cianobacterias reacionaba en continuo con el Hierro disuelto en los mares, actualmente se estima en 600 billones de toneladas el hierro bandeado presente en la corteza terrestre, que es hoy la fuente comercial de este metal. Estas formaciones de origen marino se alternan con capas de sedimentos que son ricas y pobres en hierro alternativamente.

El hierro reducido es soluble en agua mientras que el hierro oxidado precipita, en una Tierra sin oxígeno todo el hierro presente estaría disuelto en el agua de los primitivos mares, solo una tierra libre de oxógeno pero con súbidas de este gas de manera estacional pudo crear las actuales formaciones de hierro bandeado, y solo unas cuantas mutaciones o alteraciones en una pequeña e insignificante molécula (ADN) hizo falta para cambiar por completo la faz de la tierra y precipitar todo el hierro presente en los océanos de nuestro planeta. Solo cuando todo el hierro (reducido) se había agotado esta fuente continua de oxígeno pudo acumularse en los océanos y difundir a la atmósfera, y hoy gracias a esos insignificantes organismos los cielos de nuestro planeta son azules y no rosados, los mares verdes-turquesas en vez de marrones y la Torre Eiffel de hierro forjado…

Este post participa en la I Edición del Carnaval de Biología