viernes, 21 de abril de 2017

Fijación de nitrógeno hace 3800 millones de años

Encuentran pruebas de que la fijación biológica del nitrógeno ya se daba hace 3800 millones de años.

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Como todos ya sabemos, es más fácil que fosilice un organismo con partes duras (huesos o conchas) que uno de cuerpo blando. Los casos en los que se da esto último son muy escasos y valiosos.
Cuando nos remontamos a hace más de 600 millones de años la situación empeora, pues en esa época sólo había microorganismos, cuya fosilización es, cuanto menos, muy complicada. Es verdad que hay algunos casos frecuentes, como el de los estromatolitos, pero el resto es muy escaso en el registro fósil pese a que hablamos de miles de millones años. Además, está la tectónica y la erosión que eliminan las rocas más antiguas. Si nos remontamos a los orígenes de la vida en la Tierra la situación es aún más complicada, pues estamos hablando de hace más 2700 millones de años.
Los estromatolitos están formados por las agregaciones de partículas y arena que realizan algunas cianobacterias. Gracias que se trata de partes duras, su fosilización es más fácil. Para los demás casos nos tenemos que conformar con los escasísimos casos de células fósiles o de las huellas químicas que esa vida dejó, en concreto en las proporciones isotópicas. En ambos casos suele ser difícil convencer a la comunidad científica.
El último caso de estudio sobre huellas químicas de vida arcaica que se acaba de publicar mantiene que ya había vida hace 3800 millones de años y que esta era capaz de fijar el nitrógeno de una manera similar a como lo hacen los microbios asociados a las legumbres hoy en día.
Uno de los procesos fundamentales para la vida en la Tierra es la fijación de nitrógeno. Sin este elemento no se pueden sintetizar aminoácidos y, por tanto, no se pueden sintetizar proteínas. Pero, aunque el nitrógeno es el principal gas de la atmósfera, no puede ser asimilado directamente. Debe fijarse en unos compuestos que sean asimilables por la bioquímica celular.
Pero la vida terrestre se las arregló para fijar ese gas de nitrógeno tan inerte en moléculas que las células vivas pudieran utilizar en sus reacciones bioquímicas en algún momento del pasado, cuando los compuestos primordiales de nitrógeno empezaron a escasear.
Al principio la biosfera terrestre fue posiblemente débil y pobre sobre un planeta que era bastante hostil, pero todo esto cambió cuando se descubrió la fijación del nitrógeno y del golpe la biosfera terrestre se hizo grande, robusta y diversa.
Hasta hace poco sólo se habían encontrado pruebas de que este proceso de fijación comenzó hace, como mínimo, unos 2000 millones de años. Una cota que es a todas luces escasa. El año pasado se encontraron pruebas (se publicó en NeoFronteras) de que esta fijación del nitrógeno ya se realizaba hace 3200 millones de años. Ahora, un nuevo resultado indica que hay pruebas de que este proceso ya se realizaba hace 3800 millones de años.
Según Eva Stüeken (University of Washington, University of California at Riverside) el hallazgo puede ayudar a saber si hubo vida en Marte si se encuentran pruebas similares en el planeta rojo. Se cree que el Marte de hace miles de millones de años era un planeta más benigno para la vida que el actual y que incluso tenía mares de agua.
Stüeken y sus colaboradores se centraron en rocas de hace 3800 millones de años procedentes del cinturón Isua de Groenlandia. En estudios previos se concluía que el carbono presente en esas rocas era de origen biológico. Lo que era una afirmación conflictiva, pues no se creía que la vida fuese anterior a hace 3500 millones de años.
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El problema es que es posible que se sinteticen moléculas orgánicas por procesos que no sean biológicos, por lo que se necesitaba una confirmación por otra vía. Es aquí en donde entra en escena el nitrógeno. En concreto en el contenido en nitrógeno de la biotita presente en esas rocas.
De entrada, la concentración de nitrógeno en esas rocas era muy similar a la que pueda haber en el barro moderno, lo que indicaba que podría ser de origen biológico. Pero hay otros procesos de fijación de nitrógeno que son abióticos, como el vulcanismo, reacciones químicas en las chimeneas hidrotermales, rayos y relámpagos, impactos de meteoritos, etc. Quizás en el remoto pasado la fijación abiótica de nitrógeno era un proceso más importante que la fijación biológica. Así que el desafío era cuantificar esta última en el ciclo del nitrógeno de la época.
El modelo desarrollado por Stüeken indica que los procesos abióticos de fijación de nitrógeno no pueden explicar por sí solos la concentración de nitrógeno medida en las rocas. Básicamente, bajo condiciones abióticas es imposible acumular tanta cantidad de nitrógeno en los sedimentos. Pero, por otro lado, la vida sí puede dar cuenta de semejante cantidad.
Por tanto, se podría concluir que la vida no sólo ya existía hace 3800 millones de años, sino que había evolucionado hasta adquirir la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico.
De todos modos, se echa en falta un análisis isotópico de estas rocas para así apoyar más el origen biológico de este nitrógeno. Tanto en el propio nitrógeno, como una búsqueda rápida con google nos puede dar, como en el caso del resultado del año pasado basado en isótopos de molibdeno.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5198

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