Zianobakterioek oxigenoaren sorgin-gurpila abiatu zutenekoa

Juanma Gallego

Iraultza biologiko edo tektoniko handietara jo behar izan gabe, Lurrean izan diren oxigeno mailaren gorakada handiak azaltzeko eredu berria plazaratu dute ikertzaileek. Ziklo biogeokimikoen arteko berrelikadura baten bitartez azaldu dituzte gertaera hauek.

Duela 2.400 milioi urte abiatu zen oxigenazio handiaren fenomenoa. Haren ohiko estilo fresko eta argigarria erabilita, Lynn Margulis biologoak “oxigenoaren holokaustoa” izendatu zuen une hori. Une horretara arte bizi ziren organismoentzat horren parekoa izan baitzen gertatu zena. Karbono dioxidoaz, hidrogenoz eta sufreaz osatutako atmosfera goxoa gas hilgarri batez bete zen pixkanaka, eta ordura arteko paradisua infernua bilakatu zen.

1. irudia: Modu batean edo bestean, oxigenoa beharrezkoa da gaur egun ezagutzen ditugun bizi mota gehienentzat, baina atmosferan eta itsasoetan nola metatu zen ezbaian dago oraindik. (Argazkia: Juanma Gallego)

Hala da bizitza. Batzuentzat kalte, eta besteentzat onura. Izugarri erreaktibo zen gas horretara egokitzeko gai izan ziren bizidunentzako mundu berria ireki zen orduan, eta orain arte, oxigenoa izan da planeta honen oinarria. Horregatik, Lurretik kanpoko bizidunen bila izarretara begira jartzen garenean, sarri oxigenoaren ideia datorkigu burua. Baina iragan urrunaren gainean egin diren ikerketei esker, orain badakigu oxigenoa ez dela beharrezkoa bizia sustatzeko. Bai beharrezkoa da ordea, biziaren oinarrizko prozesuak ahalbidetuko duen disolbagarri on bat, eta ura disolbagarri paregabea dela badakigu. Hortaz, ura da exobiologoek bizi bila ari direnean jomugan duten lehen osagaia. Ikusteko dago, adibidez, Titango metanoak ere horretarako bidea ematen ote duen.

Oxigenazio handiari buruz asko dago ikertzeko. Aztarna geologikoei begiratuta, badirudi 2.400 milioi urte horien bueltan metatu zela oxigenoa, hainbat mineral orduan hasi baitziren herdoiltzen. Baina baliteke aurretik ere oxigenoa sortu izana, eta, ezagutzen ez diren arrazoiak zirela eta, oxigeno hori metatu ez izana. Adibidez, 2018an ikertzaile talde batek proposatu zuen askoz lehenago hasi zela oxigenoa ahalbidetu zuen fotosintesia, eta 3.500 milioi urteko zifra eman zuten. Ez zen noski ausaz ateratako data, erloju molekularraren teknika baliatuta egindako hurbilpena baizik.

Data bat edo bestea izanda ere, zabalduen dagoen hipotesiak dio zianobakterioen arbasoak izan zirela prozesua abiatu zutenak. Zeharo bitxiak dira mikroorganismo horiek, fotosintesia egiteko gai diren bakterioak direlako. Horregatik, denbora askoan algatzat jo izan ziren, begetalak zirelakoan.

Kontua da zianobakterioek hidrogenoa behar zutela fotosintesia egiteko, baina garaiko Lurrean hidrogenoa gero eta urriagoa zen, tartean, hain arina izanda atmosferatik espaziora aise askatzen zelako. Bada, badirudi ordura arte bereziki energia hidrogeno sulfuroan eskuratzen zuten bakterio mutanteak izan zirela uraren hidrogenoa baliatzeko gaitasuna garatu zuten lehen organismoak. Hala, uraren molekulan oxigenoaren eta hidrogenoaren artean dagoen lotura indartsua apurtzeko gai izan ziren heroi mutante ñimiño horiek. Behin hidrogenoa kenduta, hondar gisa oxigenoa kanporatzen hasi ziren, eta hor abiatu zen gainerako bizidunentzako “holokaustoa”.

Ordukoa ez zen izan oxigenazio fenomeno bakarra, Lurraren historian zehar antzeko beste bi gertaera jazo zirelako. Bigarrena duela 800 milioi urte abiatu zen, eta azkena duela 450 milioi urte. Azkenengo gertaeraren ostean agertu ziren animalia handiak, haien garapenerako energia-behar handiak zituztenak, hain zuzen.

2. irudia: Zianobakterioak ondo ezagutzen dira, eta bioerregaiak sortzeko eta bestelako aplikazioetan erabiltzeko ikertzen dira. Zabalduen dagoen teoriak dio zianobakterioen arbasoak izan zirela fotosintesia “asmatu” zutenak. (Argazkia: David J. Thomas – CC BY-NC 2.0 lizentziapean)

Zianobakterioen lehen ekarpena aitortuta, Lurraren historian izan diren oxigenoaren gorakada hauen guztien atzean dauden arrazoiak azaltzeko bi teoria nagusi erabili dira orain arte. Teoria batek argudiatzen du bizidunak izan zirela oxigenazioa ahalbidetu zutenak. Besteak arrazoi geologikoetan jartzen du fokua, oxigenoaren gorakada sumendien eta iraultza tektoniko handien ondorio gisa aurkeztuta.

Hirugarren aukera planteatu dute orain. Izan ere, oxigenazio gertaera guztiei azalpen bat ematen saiatu da Leedseko (Erresuma Batua) unibertsitateko ikertzaile talde bat. Eredu matematikoak baliatu dituzte zeregin horretarako, eta atera dituzten ondorioak Science aldizkarian argitaratutako artikulu batean azaldu dituzte.

Proposatu dutenez, oxigenazio gertaera horiek ez ziren izan iraultza biologikoen edo tektonikoen ondorioa, fosforoaren, karbonoaren eta oxigenoaren zikloen artean sortzen diren berrelikaduren ondorioa baizik. Modu erraz batean esateko, behin zianobakterioak oxigenoa sortzen hasi zirela, oxigeno mailen gorakadak “modu espontaneoan” gertatu ziren, ziklo geokimiko hutsetan oinarrituta. Argudiatu dutenez, ziklo horiek itsasoaren zein atmosferaren oxigeno mailetan aldaketa azkarrak sortzeko gai dira. Zehazki, prozesuaren abiapuntuan zera dago: itsasoetako fosforoaren zikloa oxigeno mailen arabera aldatzen da, eta horrek ere eragina du fosforoaren beharra duen fotosintesian. Handik abiatu omen zen oxigenoaren gorakada ekarri zuen sorgin-gurpila.

Dagoeneko adituen artean ezaguna den itsas-eredu biogeokimiko bat hartu dute oinarritzat, eta, itsasoetara ez ezik, eredua Lur-sistema osora egokitzen saiatu dira. Argudiatu dute zianobakterioen hasierako jarduna eta plaka tektonikaren martxan jartzea nahikoak izan zirela oxigenazioa abiatzeko.

Prentsa ohar batean zabaldu dutenez, haien ereduak argi uzten du afera: behin zianobakterioak oxigenoa sortzen hasi zirela, bizi konplexua mantentzeko gai ziren oxigeno mailen agerpena “saihestezina” izan zen. Eredu matematikoa eta oxigenazio-gertaerek erregistro geologikoan utzi dituzten ebidentziak bat datozela argudiatu dute.

Ikerketaren ondorioak astrobiologiaren alorrerako baliagarriak direla erantsi dute. “Lan honetan ikusten denez, badirudi oxigenatutako planetak uste genuena baino ohikoagoak izango direla, garapen biologiko bitxi eta askotarikoak beharrezkoak ez direlako, ezta gertaera tektoniko handiak ere”, argudiatu dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Alcott, Lewis J. et al., (2019). Stepwise Earth oxygenation is an inherent property of global biogeochemical cycling. Science, 366 (6471), 1333-1337. DOI: 10.1126/science.aax6459.

———————————————————————————-

Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

———————————————————————————-

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>