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| El primer estudio muestra la importancia vital de las temperaturas calientes para maximizar la generación de peróxido de hidrógeno. |
La vida se originó en la anoxia, pero muchos organismos llegaron a depender del oxígeno para sobrevivir, evolucionando de forma independiente diversos sistemas respiratorios para adquirir oxígeno del entorno. Un nuevo estudio de la Universidad de Newcastle ha descubierto una fuente de oxígeno que podría haber influido en la evolución de la vida antes de la llegada de la fotosíntesis.
Los científicos descubrieron un mecanismo que permite a las rocas producir peróxido de hidrógeno mientras se desplazan por las fallas geológicas.
El peróxido de hidrógeno puede ser tóxico para la vida en grandes dosis, pero también puede ser una fuente de oxígeno beneficiosa para las bacterias. Antes del desarrollo de la fotosíntesis, este suministro adicional de oxígeno puede haber influido en la evolución temprana, y posiblemente incluso en el origen, de la vida en entornos cálidos de la Tierra primitiva.
En las zonas tectónicamente activas, el movimiento de la corteza terrestre no sólo provoca terremotos, sino también fracturas y grietas en el subsuelo que están bordeadas por superficies rocosas altamente reactivas que tienen muchos defectos. Los defectos de la roca recién fracturada pueden filtrarse y reaccionar con el agua.
Los científicos simularon estas condiciones triturando granito, basalto y peridotita. A continuación, los añadieron al agua en condiciones bien controladas, sin oxígeno y a distintas temperaturas.
Las investigaciones mostraron que sólo se producían niveles significativos de peróxido de hidrógeno, y por tanto, posiblemente de oxígeno, a temperaturas cercanas al punto de ebullición del agua. Es importante destacar que la temperatura a la que se forma el peróxido de hidrógeno coincide con los rangos de crecimiento de algunas de las bacterias más amantes del calor de la Tierra, conocidas como hipertermófilas, entre las que se encuentran los antiguos microbios evolutivos que utilizan el oxígeno, cercanos a la base del Árbol Universal de la Vida.
El autor principal, Jordan Stone, que llevó a cabo esta investigación como parte de su MRes en Geociencia Ambiental, dijo: "Si bien investigaciones anteriores han sugerido que pueden formarse pequeñas cantidades de peróxido de hidrógeno y otros oxidantes mediante el estrés o la trituración de las rocas en ausencia de oxígeno, este es el primer estudio que muestra la importancia vital de las temperaturas cálidas para maximizar la generación de peróxido de hidrógeno."
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| Jordan Stone, que llevó a cabo la investigación como parte de su MRes en Geociencia Ambiental, montando uno de los experimentos con roca triturada. Crédito: Universidad de Newcastle |
El investigador principal, el Dr. Jon Telling, profesor titular, añadió: "Esta investigación demuestra que los defectos de las rocas y los minerales triturados pueden comportarse de forma muy diferente a como cabría esperar que reaccionaran las superficies minerales más "perfectas". Todas estas reacciones mecanoquímicas necesitan generar peróxido de hidrógeno. Por tanto, el oxígeno es el agua, las rocas trituradas y las altas temperaturas, que estaban presentes en la Tierra primitiva antes de la evolución de la fotosíntesis y que podrían haber influido en la química y la microbiología de las regiones calientes y sísmicamente activas en las que la vida pudo haber evolucionado por primera vez."
El trabajo se ha financiado con subvenciones del Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural (NERC) y de la Agencia Espacial del Reino Unido. Un nuevo e importante proyecto de seguimiento dirigido por el Dr. Jon Telling, financiado por el NERC, está en marcha para determinar la importancia de este mecanismo para sustentar la vida en el subsuelo de la Tierra.
Fuentes, créditos y referencias:
Fuente: Universidad de NewCastle
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