El oxígeno de la Tierra es un enigma. Hasta hace poco, los científicos creían que se producía exclusivamente mediante la fotosíntesis: las plantas utilizan la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa y oxígeno.
Pero a principios de este año, los oceanógrafos descubrieron una fuente de oxígeno completamente nueva. En las profundidades de los océanos de la Tierra, encontraron niveles de oxígeno mucho más altos de lo que se puede explicar solo mediante la fotosíntesis, que generalmente ocurre cerca de la superficie, donde la luz solar puede penetrar.
Los investigadores concluyeron que el oxígeno debe producirse en las profundidades del océano, probablemente como resultado de una reacción electroquímica entre los nódulos metálicos del fondo del océano y el agua del mar. En otras palabras, sin luz solar.
Este es un resultado revelador. En la Tierra, el oxígeno es crucial para la vida, por lo que el hecho de que pueda producirse en la oscuridad de las profundidades de nuestros océanos amplía drásticamente los hábitats en los que la vida puede prosperar.
Y no sólo en la Tierra. Los geólogos planetarios han descubierto océanos en lunas de todo el Sistema Solar y han descubierto exoplanetas que parecen ser mundos oceánicos. La luz del sol no siempre es abundante en estos lugares, en particular debajo de gruesas costras heladas.
Así que una pregunta importante es qué significa el descubrimiento de este “oxígeno oscuro” para la vida en la Tierra y si de alguna manera podría permitir que la vida exista en lugares inesperados en otras partes del universo.
Vida submarina
Ahora, Manasvi Lingam, del Instituto Tecnológico de Florida, y sus colegas aportan algunas pistas para responder a esta pregunta. Proponen que el oxígeno oscuro es común en todo el Sistema Solar y más allá, y que tiene el potencial de sustentar una vida compleja similar a la de los animales en lugares que, de otro modo, recibirían poca o ninguna luz solar.
“Nuestros hallazgos indican que la vida compleja alimentada por oxígeno oscuro es plausiblemente capaz de habitar entornos submarinos desprovistos de fotosíntesis en la Tierra, posiblemente extendiéndose también a lugares extraterrestres como mundos helados con océanos subterráneos (por ejemplo, Encélado y Europa), que probablemente sean comunes en todo el Universo”, dicen.
Los biólogos han catalogado desde hace mucho tiempo el papel del oxígeno en el funcionamiento celular, en particular en las mitocondrias, que generan energía en las células. Casi todas las células procesan el oxígeno de esta manera, y los pocos ejemplos que no lo hacen son parásitos que sobreviven gracias al oxígeno procesado en otras partes por otras células.
La vida en la Tierra también parece haber prosperado y deteriorado al ritmo de los cambios en los niveles de oxígeno a lo largo de la historia. Por ejemplo, los biólogos evolucionistas creen que un aumento en los niveles de oxígeno hace unos 540 millones de años jugó un papel crucial en la explosión cámbrica, cuando la vida evolucionó rápidamente de células individuales a organismos multicelulares complejos.
Entonces, si el oxígeno es tan importante (y una salvedad importante aquí es que la relación causal entre la vida y el oxígeno aún es objeto de acalorados debates entre los biólogos), ¿qué tipo de vida podría sustentar el oxígeno oscuro?
Lingam y sus colegas investigan esta cuestión estudiando los niveles de oxígeno oscuro en las profundidades del océano y comparándolos con el tipo de vida que se sustenta en niveles similares en otros lugares. Esto les permite estimar el tamaño y la complejidad de la vida que podría sustentar.
“Deducimos que los organismos limitados por la difusión interna pueden alcanzar tamaños máximos de ∼ 0,1–1 mm en hábitats con oxígeno oscuro”, dicen. Pero los organismos capaces de bombear oxígeno por todo su cuerpo podrían llegar a ser mucho más grandes, tal vez hasta el tamaño de una pelota de béisbol, de 10 centímetros de tamaño.
Los autores calculan que el oxígeno oscuro producido en los océanos de la Tierra podría albergar una densidad de criaturas de hasta 30 gramos por metro cuadrado, similar a las densidades medidas en los estudios de las profundidades oceánicas.
Criaturas del Hades
Todo esto es un trabajo apasionante. Los astrobiólogos llevan mucho tiempo imaginando que los océanos de Europa, la luna de Júpiter, o de Encélado, la luna de Saturno, podrían albergar vida, pero también les preocupa la falta de luz solar, en particular debajo de las capas de hielo.
Luego están los llamados mundos hadeanos, una nueva clase de planetas oceánicos de los que los astrónomos han encontrado evidencias tentativas alrededor de otras estrellas. La mayoría de estas estrellas son enanas rojas, que son significativamente menos brillantes que nuestro Sol. Por lo tanto, si estos planetas tienen océanos, es poco probable que la luz penetre más allá de unos pocos metros por debajo de la superficie, lo que reduce significativamente el potencial de fotosíntesis.
El oxígeno oscuro podría calmar estos temores. Es probable que los nódulos metálicos sean comunes en nuestro sistema solar y en otros lugares, por lo que cualquier reacción electroquímica con agua también es probable que sea común.
Por supuesto, nada de esto constituye una prueba de vida extraterrestre ni nada parecido, pero sí sugiere que la variedad de paisajes (y océanos) en los que podría evolucionar la vida es más diversa de lo que jamás hubiéramos imaginado.
Ref.: Habitantes de las profundidades: consecuencias biológicas del oxígeno oscuro : arxiv.org/abs/2408.06841