sábado, 1 de julio de 2017

¿Qué temperatura tenía el mar hace 3,5 Ga?

Las reconstrucción de una enzima permite saber la temperatura de los océanos hace miles de millones de años.

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A veces distintas áreas de conocimiento se unen para dar respuestas a las preguntas que nos planteamos.
Saber cómo era este planeta hace miles de millones de años no es una tarea fácil y podemos terminar con modelos distintos que expliquen los mismos datos disponibles. Un aspecto importante es el de la temperatura superficial, sobre todo cuando hablamos de tiempos remotos, como hace 4000 Ma, pues de esto depende la presencia de agua y la existencia de la propia vida.
A las pruebas geológicas ahora se está sumando la técnica de resurrección de proteínas. Al fin y al cabo, la geología y el clima de la Tierra han estado coevolucionando con la propia vida desde hace al menos 3800 Ma (o 3,8 Ga).
Amanda García (UCLA) y sus colaboradores han estudiado precisamente esta coevolución, algo que también nos puede ayudar a entender la presencia de vida en otros planetas fuera del Sistema Solar.
La pruebas geológicas sugieren que hace 3,5 Ga la temperatura de los océanos era entre 55 y 85 grados centígrados. Después, esta temperatura media cayó dramáticamente hasta situarse en los actuales 15 grados. Es de suponer que hace 3500 Ma el Sol era más débil que en la actualidad, pero el calor interno de nuestro planeta todavía sería bastante elevado.
Este tipo de estimaciones geológicas se realizan midiendo las proporciones de isótopos de silicio y oxígeno en rocas sedimentarias marinas. Los isótopos más pesados como el oxígeno-18 y el silicio-30 están en mayor proporción según la temperatura se reduce, así que datando las rocas y midiendo la relación de estos isótopos es posible medir, groso modo, la temperatura a la que se formaron esos sedimentos.
Pero este método no tiene en cuenta los cambios a los que se pueden haber sometido las rocas durante todo el tiempo trascurrido desde el Arcaico. Podría ser que los isótopos respondieran de distinto modo a los cambios físico-químicos, como el aporte de material desde los continentes o la presencia de fuentes hidrotermales.
Por esta razón es mejor tener, además, algún método independiente de medida. Así que García y sus colaboradores se fijaron en la enzima quinasa nucleósido difosfato (o NDK en sus siglas en inglés). Esta molécula básica ayuda a la formación de ARN y ADN además de tener otras funciones y está presente en todos los seres vivos terrestres actuales. Presumiblemente también tuvo que ser vital para todos las especies que se extinguieron durante todos estos miles de millones de años. Además, en estudios previos se encontró una correlación entre la estabilidad de esta enzima a su temperatura óptima y el crecimiento del organismo.
Pero NDK no tiene exactamente la misma secuencia en todas las especies, sino que presenta pequeñas variaciones. Usando todas las versiones disponibles de ella es posible reconstruir cómo era esta enzima en el pasado y sintetizarla. Más tarde se puede poner a prueba su estabilidad en función de la temperatura. Esto permite retropredecir la temperatura a la que estaba sometido el organismo primigenio que la sintetizaba.
Aunque han realizado en el pasado “resurecciones” de este tipo, se habían empleado organismos procedentes de ambientes cálidos, como el presente alrededor de las chimeneas hidrotermales, que no son representativos de todo el fondo oceánico.
Así que, en lugar de eso, este grupo de investigadores reconstruyó la NDK a partir del genoma de plantas de tierra firme, que, en el fondo, son descendientes de las cianobacterias fotosintéticas que habitaban los océanos someros hace miles de millones de años.
Según los resultados obtenidos, hace 3 Ga la temperatura del agua del mar era de unos 75 grados y pasó a ser sólo de 35 grados hace 420 millones de años. Este resultado es compatible con estudios previos basados en el registro geológico y con otros también basados en enzimas reconstruidas.
Según García, los científicos necesitan ser conscientes de lo diferentes que eran las condiciones del pasado cuando la vida comenzó su andadura. “Requiere un montón de esfuerzo visualizar un mundo que no encaja con el sentido común de las condiciones actuales de la Tierra”, añade.
Este mismo equipo pretende reconstruir esta misma NDK usando más organismos, así como usar otras enzimas para de este modo encontrar más pruebas y datos que permitan dar más precisión a esta conclusión.
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