El Gran evento de oxidación (Goe) Hace unos 2.400 millones de años establecieron la atmósfera rica en oxígeno de la que dependen muchos seres vivos hoy.
Curiosamente, cuando se trataba de evolucionar formas de usar activamente el elemento para la respiración, algunas cepas de bacterias tenían una ventaja.
Utilizando una combinación de datos del genoma bacteriano, marcadores geológicos y aprendizaje automático Técnicas diseñadas para detectar patrones genéticos, un equipo internacional de investigadores buscaron evidencia que describiera las primeras bacterias aeróbicas (respiración de oxígeno).
Si bien la mayoría de las cepas ocuparon la capacidad de tolerar y usar oxígeno después del GOE, los investigadores detectaron algunos valores atípicos, ciertas bacterias que eran aeróbicas aproximadamente 900 millones de años antes Los niveles de oxígeno subieron rápidamente en la atmósfera de la tierra.
Entre 1007 especies de bacterias relacionadas, los investigadores identificaron más de 80 transiciones genéticas de metabolismos que no podían usar oxígeno a metabolismos que pudieran. Las estimaciones basadas en la tasa a la que se acumulan mutaciones sugieren que al menos algunas de ellas ocurrieron antes de que los niveles de oxígeno aumentaron a niveles significativos en la atmósfera de la Tierra.
“Al menos tres transiciones precedidas [the GOE]lo que sugiere que la respiración aeróbica evolucionó antes de la oxigenación atmosférica generalizada y puede haber facilitado la evolución de la fotosíntesis oxigénica en cianobacterias” escribir Los investigadores en su artículo publicado.
En otras palabras, estos primeros respiradores de oxígeno pueden haber sentado las bases para que sus descendientes Use agua y dióxido de carbono para capturar la luz solar, liberando oxígeno almacenado en lo que se convertiría en el Gran evento de oxidación.
Tenemos mucho que agradecer a estos pequeños microbios. A medida que aumentaron los niveles de oxígeno, las bacterias que ya usan el elemento podrían tolerar sus efectos para diversificarse más rápidamente que sus primos anaerobios. El juego de supervivencia había cambiado y finalmente nos llevó a donde estamos ahora.
Aquí se hacen algunos supuestos sobre cómo los genes en las bacterias modernas podrían vincular a genes en bacterias antiguas, y hacen el mismo trabajo de procesamiento de oxígeno, pero los investigadores confían en que incluyen suficientes especies de bacterias y corroborando evidencia para confirmar el vínculo.
“Esto nos permitió calibrar la evolución bacteriana al registro de oxigenación biosférica, aumentando en gran medida el registro fósil limitado de la vida temprana y aportando un nuevo nivel de resolución al estudio de la evolución en un tiempo profundo”, escribir los investigadores.
Además de validar la idea de que las bacterias aeróbicas tener una historia Eso va mucho, hace mucho tiempo, estos hallazgos también nos dan más evidencia de que ocurrió la evolución de las cianobacterias relativamente lentamentecon sus raíces que se estiran mucho antes del Goe.
Y los investigadores esperan que la combinación de técnicas utilizadas aquí, uniendo diferentes herramientas para llenar los vacíos en nuestro conocimiento, podría ayudar a observar el desarrollo de otros rasgos en Las primeras formas de vida de la Tierra.
“El enfoque desarrollado aquí proporciona un marco para vincular los rasgos microbianos con la historia geoquímica de la Tierra, ofreciendo una vía para explorar la evolución de otros fenotipos en el contexto de la historia de la Tierra”, escribir los investigadores.
La investigación se publica en Ciencia.