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En Cierta Ciencia, de la mano de la genetista Josefina Cano nos acercamos, cada quince días, al trabajo de muchos investigadores que están poniendo todo su empeño en desenredar la madeja de esa complejidad que nos ha convertido en los únicos animales que pueden y deben manejar a la naturaleza para beneficio mutuo. Hablamos de historias de la biología.

Oxígeno, el origen de la vida compleja y las esponjas.

Oxígeno, esponjas y el origen de la vida compleja - Cierta Ciencia podcast - Cienciaes.com

Cuando esté dándose un rico baño con sales y una buena esponja marina, tendrá que darle las gracias a la esponja porque tal vez fueran ella y las de su especie los ingenieros que reconfiguraron las profundidades de los océanos oxigenando sus aguas, permitiendo el desarrollo y la proliferación de la vida compleja.

Es más bien difícil darle mucho crédito a unos animales tan simples que durante millones de años no han hecho otra cosa que pasarse la vida en el piso de los océanos atrapando pedacitos de alimentos que les llegan. Vida aburrida pero que según Tim Lenton, científico de la Universidad de Exeter, jugó un papel crucial en el origen y desarrollo del reino animal.

Lenton y sus colegas postulan que alrededor de unos 700 millones de años, las esponjas inyectaron una corriente de oxígeno en el océano, que hasta entonces carecía de él en sus fondos. Sin esa transformación, tal vez no estaríamos en la tierra hoy, o tal vez, aún no.

“Esta historia es sobre los primeros animales transformando el entorno en uno donde se pudieran desarrollar animales más complejos. Esto es en esencia el nacimiento del mundo moderno” dice Lenton.

Los investigadores propusieron su hipótesis porque no estaban convencidos de las anteriores que suponían que la vida compleja se fue desarrollando solamente cuando los niveles de oxígeno aumentaron a niveles cercanos a los que hoy conocemos. Estas antiguas explicaciones estaban basadas en la suposición de que los animales, en general, consumen grandes cantidades de oxígeno. “Si usted piensa en nosotros, seres con un gran cerebro, eso si que demanda buena cantidad de oxígeno, al igual que una buena visión por ejemplo” afirma Lenton.

Ahora, los animales pueden disfrutar de abundante oxígeno, alrededor del 21% de los gases en la atmósfera. Pero cuando la tierra se formó, en la atmósfera y en los océanos casi no lo había.

Esa situación cambió cuando las bacterias desarrollaron la necesidad y la capacidad de usar la luz del sol como alimento. Empezaron a hacer fotosíntesis que atrapa el dióxido de carbono y libera oxígeno.

Sin embargo, y por razones que aún no se han aclarado, el oxígeno se mantuvo en concentraciones muy bajas durante miles de millones de años, una condición que, según se postulaba, impedía el desarrollo de la vida animal. Cuando los niveles de oxígeno se elevaron, se removió el obstáculo y se hizo posible la aparición y la evolución de la vida animal compleja.

Pero estudios recientes han desafiado la idea de que los animales no hubieran podido evolucionar en un planeta bajo en oxígeno.

Las esponjas son casi los primeros animales en aparecer en el registro fósil. Aunque no tienen ni cerebro ni órganos similares a animales más complejos, son animales al fin y al cabo.

Hace poco, investigadores daneses hicieron un experimento sencillo para saber hasta qué punto de deprivación de oxígeno podían soportar las esponjas. Fueron disminuyendo los niveles de oxígeno hasta llegar a los mínimos que sus equipos permitían hasta alcanzar algo menos que un 4%. Las esponjas lo aguantaron muy bien.

Estos experimentos permitieron sugerir que animales tan antiguos como las esponjas pudieron evolucionar mucho antes de que los niveles de oxígeno se hubieran elevado. La evidencia fósil confirma que ya hace 700 millones de años las esponjas andaban por ahí.

Y no sólo eso. Las esponjas, además de poder vivir en bajísimas concentraciones de oxígeno, pudieron ser las responsables de la elevación del oxígeno en los océanos.

Lenton y sus colegan postulan que hace mil millones de años, la superficie de los océanos estaba poblada por bacterias fotosintéticas. Cuando morían, se quedaban flotando en la superficie donde eran devoradas por microorganismos. Las bacterias fotosintéticas producían oxígeno pero al ser liquidadas por sus depredadores no permitían que el oxígeno que liberaban pasara de la superficie al fondo de los océanos.

Esta situación cambió, sigue el argumento de Lenton y sus colegas, cuando los organismos unicelulares se agruparon en grandes conglomerados. Debido a su tamaño, al morir se hundían, escapando de los predadores de la superficie, y llevándose el oxígeno al fondo de los océanos.

Cuando aparecieron las esponjas, postulan los científicos, empezaron a funcionar como filtros del agua marina. En la medida que atrapaban materia orgánica bajaban la concentración de nutrientes vitales en el agua, algo que al final resultó en la casi desaparición de las bacterias fotosintéticas de la superficie del agua, permitiendo el crecimiento de algas que sin competencia por la luz del sol, evolucionaron, crecieron y, se llevaron gran parte del oxígeno que producían al fondo del mar.

Las esponjas también se la pusieron negra a las bacterias por otro frente, comiéndoselas. Las esponjas tienen unos pequeños poros que son buenísimos para atrapar bacterias pero dejan a las algas libres. Así, las esponjas construyeron un nuevo ambiente, uno rico en oxígeno, donde otras formas de vida animal podrían desarrollarse y evolucionar.

La idea es fantástica y plausible y ha tenido una excelente acogida entre los investigadores del área. Pero no es final y se esperan nuevos desarrollos venidos de otros campos, como el estudio de rocas muy antiguas con la ayuda de simulaciones con computadores.

La posibilidad de que las esponjas hayan preparado nuestro camino evolutivo no es una sorpresa y no será una posibilidad única. La búsqueda sigue.

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