Este elemento podría ser crucial para la evolución de la vida compleja en la Tierra.

El oxígeno es una parte esencial de la vida en la Tierra. Después de que este gas aumentara en la atmósfera, hace aproximadamente 2.500 millones de años, la vida multicelular en nuestro planeta comenzó a florecer.

La sincronización no es casual, sin embargo, el oxígeno no puede llevarse todo el mérito. Según algunos científicos, otro elemento también es importante para esta mutación evolutiva, y su nombre es hierro.

En una nueva revisión de la disponibilidad de hierro para la vida a lo largo de la historia de nuestro planeta, el científico de la Tierra de la Universidad de Oxford John Wade y su equipo sugieren que las fluctuaciones de este metal ayudaron a impulsar la evolución en la Tierra.

Hoy dia, El hierro es un elemento necesario Casi toda la vida. Es lo que permite a las células detectar el oxígeno, generar energía, replicar el ADN y expresar genes. De hecho, hay Solo dos seres conocidos En nuestro planeta actualmente no requiere la supervivencia de este metal.

En los primeros días del planeta Tierra, había mucho hierro geológico para vagar, especialmente en el manto y la corteza. El hierro sólido que se encuentra aquí probablemente fue ‘cultivado’ por meteoritos del espacio exterior, y debido a que este material podría disolverse en océanos antiguos, el hierro también abundaba en el medio marino.

distancia El gran evento de oxidación (Gobierno egipcio), sin embargo, las condiciones empezaron a cambiar. El hierro soluble comenzó a ser deficiente y aumentó la competencia por el hierro intracelular.

Así que las formas de vida tuvieron que descubrir cómo reciclar el hierro de las células muertas, robar el hierro de las células vivas o vivir en otra célula y utilizar un aparato de agarre de hierro para sobrevivir.

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Algunos estudiosos creen que fueron estas batallas por el hierro las que dieron lugar a la evolución multicelular.

«La infección, la depredación y la endosimbiosis son comportamientos que cambian el enfoque de la adquisición de hierro de las fuentes minerales a otras formas de vida, y cada uno de los tres comportamientos puede evolucionar hacia los demás con el tiempo; por ejemplo, la infección inicialmente explotadora puede convertirse en simbiosis mutualista. » explicar.

En comparación con los eucariotas modernos u organismos multicelulares, se cree que las formas antiguas de vida unicelular, como las bacterias y las arqueas, se han basado más en el hierro para sobrevivir.

Esto indica que los organismos modernos han aprendido a usar el elemento de manera más eficiente durante millones de años, ya que su presencia en el medio ambiente ha fluctuado.

Según esta nueva teoría, los océanos de la Tierra perdieron la mayor parte del hierro soluble debido a un exceso de oxígeno en la atmósfera. Cuando el agua y el hierro sólido reaccionan en presencia de oxígeno, el hierro se oxida rápidamente, lo que es aún más difícil de utilizar para los organismos.

Para capturar el elemento en esta forma se requiere que las células desarrollen pequeñas moléculas orgánicas llamadas portadores de hierro. Hoy en día, casi todas las bacterias, plantas y hongos tienen estas estructuras, pero hace miles de millones de años, esto representaba una nueva forma de supervivencia.

Cuando las formas de vida con portadores de hierro comenzaron a congregarse cerca de un número limitado de fuentes geológicas ricas en hierro, los investigadores creen que el hacinamiento conduce inevitablemente a «interacciones célula-célula cada vez más complejas».

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Por ejemplo, las arqueas en las fuentes termales de Yellowstone solo pueden prosperar verdaderamente en esteras de óxido de hierro. Si bien los eucariotas modernos pueden sobrevivir fuera de estas fuentes geológicas, siempre que haya formas biológicas de hierro disponibles.

«Aunque el hierro biodisponible se ha agotado, a lo largo de la recuperación de la vida después del GOE y su posterior diversificación (y el paso a través de otros sucesivos eventos de extinción masiva), el hierro ha mantenido la prioridad en los sistemas biológicos». escribir.

«Es de suponer que esto se debe a que el hierro tiene propiedades electroquímicas únicas que hacen posible, o hacen que una variedad de procesos bioquímicos sean eficientes, que otros elementos no puedan ser reemplazados ampliamente por hierro dentro de las proteínas sin causar un defecto importante».

La falta absoluta de sustitución de hierro significaba que los organismos tenían que competir, engañar o cooperar para sobrevivir después del GOE, y estos desarrollos causaron adaptaciones severas en los genomas y el comportamiento celular a lo largo del tiempo.

Cuando es la ultima Evento de oxígeno neoproterozoico Un evento, hace unos 500 millones de años, solo exacerbó estos cambios.

Por lo tanto, la vida terrestre puede haber comenzado a partir de la abundancia de hierro, pero fue solo cuando el hierro se volvió escaso que estas formas de vida comenzaron a crecer en complejidad.

Dado que el aumento de dióxido de carbono en la atmósfera2 La deficiencia de hierro puede aumentar la cadena alimentaria, y los investigadores dicen que debemos aprender más sobre cómo la vida se adapta al reflujo y al flujo de este importante elemento.

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Los resultados también apuntan a una posible forma de medir el potencial de vida en otros planetas, como Marte, donde también se puede encontrar óxido de hierro en el manto. Si este planeta es lo suficientemente rico en hierro, esto podría indicar la posibilidad de un refugio para algunas de las formas de vida más simples.

La búsqueda fue publicada en PNAS.

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