El nitrogeno y su importancia en la formación de la vida

Feb 2015.

Una chispa de un rayo, el polvo interestelar, o un volcán submarino podrían haber desencadenado la primera vida en la Tierra. Pero, ¿qué pasó después? La vida puede existir sin oxígeno, pero sin nitrógeno abundante para construir genes, esenciales para los virus, bacterias y todos los demás organismos, la vida en la Tierra primitiva habría sido escasa.

Se cree que la capacidad de utilizar el nitrógeno atmosférico para sustentar la vida apareció hace aproximadamente dos mil millones de años. Ahora, una investigación de la Universidad de Washington en busca de algunas de las rocas más antiguas del planeta encuentra evidencias de que aún antes, hace tres mil 200 millones de años, la vida ya estaba tirando del nitrógeno del aire para sustentar a las comunidades más grandes.

“La gente siempre ha tenido la idea de que la antigua biosfera estaba tenuemente aferrada a este planeta inhóspito, y que no fue hasta la aparición de la fijación del nitrógeno que de repente se convirtió en grande, robusta y diversa”, dice Roger Buick, profesor de ciencias de la Tierra y el espacio en Washington. “Nuestro trabajo demuestra que no había crisis de nitrógeno en la Tierra primitiva, y por lo tanto podría haber apoyado una biosfera bastante grande y diversa”.

Según explican en la revista Nature, los investigadores analizaron 52 muestras de edades comprendidas entre dos mil 750 a tres mil 200 millones de años, recogidas en Sudáfrica y en el noroeste de Australia. Estas son algunas de las rocas más antiguas y mejor conservadas del planeta.

Las rocas se formaron a partir de los sedimentos depositados en los márgenes continentales, por lo que están libres de las irregularidades químicas que se producirían cerca de un volcán submarino. También se formaron antes de que la atmósfera ganara oxígeno, aproximadamente de dos mil 300 dos mil 400 millones de años atrás, y así preservan pistas químicas que han desaparecido en las rocas modernas.

Incluso las muestras más antiguas, de tres mil 200 millones de años -tres cuartas partes del camino de regreso al nacimiento del planeta- mostraron evidencias químicas de que la vida estaba tirando del nitrógeno en el aire. La relación de los más pesados a más ligeros átomos de nitrógeno se ajusta al patrón de enzimas fijadoras de nitrógeno contenidas en los organismos unicelulares, y no se han encontrado reacciones químicas que se produzcan en ausencia de vida.

“Imaginar que este proceso realmente tan viejo y complicado, y que ha operado de la misma manera durante tres mil 200 millones de años, creo que es fascinante”, dice Eva Stüeken, autora principal del estudio. “Esto sugiere que estas enzimas realmente complicadas se formaron aparentemente muy temprano, así que tal vez no sea tan difícil para estas enzimas evolucionar2.

El análisis genético de las enzimas fijadoras de nitrógeno ha fijado su origen en hace entre mil 500 y dos mil 200 millones de años. La fijación de nitrógeno significa romper un triple enlace tenaz que mantiene a los átomos de nitrógeno en pares en la atmósfera y unir un solo átomo de nitrógeno a una molécula que es más fácil de usar por los seres vivos.

La firma química de las rocas sugiere que el nitrógeno estaba roto por una enzima basada en el molibdeno, el más común de los tres tipos de enzimas fijadoras de nitrógeno que existen ahora. El molibdeno es ahora abundante porque el oxígeno reacciona con rocas de lava en el océano, pero es más misterioso su origen en la antigua Tierra, antes de que la atmósfera tuviera oxígeno para desgastar rocas.

Los autores plantean la hipótesis de que esto puede ser una evidencia adicional de que algo de vida temprana puede haber existido en capas unicelulares en la tierra, exhalando pequeñas cantidades de oxígeno que reaccionaron con la roca para liberar molibdeno en el agua.

“Esto podría darnos la evidencia indirecta de que la tierra estaba habitada”, afirma Buick. “Los microbios podrían haberse arrastrado fuera del océano y vivir en una capa de limo en las rocas de la tierra, incluso antes de hace tres mil 200 millones de años”, añade.

Fuente: ABC España
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