El oxígeno, ese gas contaminante

 

En el último medio siglo nos hemos acostumbrado a pensar en la contaminación como algo propio de nuestra especie. Antes, apenas nos preocupábamos del tema, salvo algún caso especial. La Tierra tenía mecanismos suficientes para absorber nuestra basura. Sólo que ahora nos preocupa que no siempre pueda ser así.

Además, creemos que sólo nosotros contaminamos y eso no es exacto. Hay otras fuentes naturales de contaminación, y a veces superan la capacidad de recuperación natural. Por ejemplo, las grandes erupciones volcánicas aportan gran cantidad de gases y polvo, provocando lluvias ácidas y enfriamiento general.

Una de las mayores contaminaciones atmosféricas tuvo lugar hace unos 2.200 millones de años. Evidentemente, no andábamos caminando por la tierra por entonces, así que no nos pueden echar la culpa, je je. Además, el contaminante fue algo inaudito para nosotros, pues se trataba nada menos que de oxígeno. ¡Sí, el mismo gas que necesitamos para vivir! ¡Fue un contaminante!

La vida apareció en nuestro planeta hace unos 3.500 ó 3.700 millones de años, es decir cuando sólo tenía 1.000 ó 1.200 millones de años. Aunque tal vez apareciera antes, pero si fue así no sobrevivió a los impactos de los asteroides, que por entonces eran muy abundantes. Como fuera, el registro fósil sitúa el origen de la vida en esos 3.500 millones de años, aproximadamente.

Las primeras formas de vida utilizaban diversas fuentes de energía, principalmente de origen volcánico y geotérmico, o bien se aprovechaban de otros organismos (es decir, eran depredadoras). La atmósfera de entonces estaba formada por nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua y otros gases.

OLYMPUS DIGITAL CAMERAEn un medio fuertemente competitivo, cualquier recurso disponible es siempre aprovechado al máximo, y cualquier organismo que descubra nuevos recursos suele tener el éxito asegurado. Por ejemplo, en aquellos días la luz solar era una fuente de energía que estaba por ser aprovechada. Quienes tuvieron más suerte en esa línea fueron las cianobacterias, un grupo de bacterias que logró captar la luz solar y usar esa energía para convertir el agua y el dióxido de carbono en materia orgánica. Sólo había un pequeño problema: se producía un gas de desecho muy venenoso, un gas llamado oxígeno. Esto sucedió hace 3.100 millones de años.

Durante mucho tiempo, el efecto del oxígeno no fue realmente preocupante para la vida. La cantidad existente no era aún excesiva. Pero hace 2.200 millones de años la situación empezó a cambiar, pues ya había suficiente oxígeno atmosférico para que su efecto fuera apreciable (algo más del 2%). Muchos organismos no lo soportaron y desaparecieron o buscaron lugares donde librarse del venenoso oxígeno; algunos aún siguen allí (es decir, sus descendientes).

Otros organismos fueron "más listos". El oxígeno también era un recurso disponible, ¿por qué no aprovecharlo? Al igual que hoy hay bacterias que consiguen vivir del petróleo derramado en el mar, entonces otras bacterias consiguieron aprovechar el oxígeno para su provecho.

Las primeras en aprovechar el nuevo recurso fueron ciertas bacterias cuyos descendientes se engloban hoy en el grupo de las arqueas.

Pero entonces surgió un nuevo tipo de células, las eucariotas. Su principal característica era una membrana celular muy flexible, y una gran capacidad para deformarse. Esto le permitía, entre otras posibilidades, absorber otros microorganismos para comérselos; para ello, la célula abre una abertura en su citoplasma, absorbe el alimento y lo rodea fabricando una especie de estómago a su alrededor. Es lo que se denomina fagocitosis.

Pero no siempre el organismo absorbido se absorbía por completo. En algunos casos "se llegaba a un acuerdo", y el organismo absorbido mantenía su identidad dentro de la célula eucariota. Se producía un intercambio entre el absorbido y su huésped, es decir una simbiosis, y el absorbido podía mantener su identidad dentro de la célula mayor.

mitocondria_letrerosAlgunos de los organismos absorbidos fueron arqueas consumidoras de oxígeno. A través de la simbiosis, la eucariota podía aprovechar el oxígeno, pues la arquea se encargaba del asunto; y a cambio, la célula mayor suministraba otros nutrientes a la arquea. Esas arqueas integradas en las células acabaron transformándose en las mitocondrias, que son las estructuras celulares que permiten aprovechar el oxígeno y que dan a la célula la energía que necesitan. Las mitocondrias son asombrosamente parecidas a células primitivas y tienen incluso su propio ADN. También se reproducen por su cuenta dentro de la célula huésped.

Otras eucariotas fueron incluso más allá. Aparte de absorber arqueas, hicieron lo mismo con algunas cianobacterias, para así poder aprovechar la luz solar. En este caso, las cianobacterias se transformaron en los cloroplastos.

Así, las eucariotas tuvieron un éxito sorprendente. En unos 500 millones de años se desarrollaron dando lugar a una cantidad increíble de nuevos seres vivos, sobre todo porque desarrollaron unas estructuras complejas llamadas tejidos. El oxígeno es una forma de energía concentrada, y su aprovechamiento les permitió un nivel de desarrollo impensable anteriormente.

000740951Todos aquellos organismos que pudieron adaptarse al oxígeno pudieron así medrar en una atmósfera contaminada con dicho gas. Quienes no pudieron adaptarse, desaparecieron o bien se escondieron en algún ecosistema libre del oxígeno.

Otro de los efectos más interesantes del oxígeno fue permitir formas de vida más activas. En particular, permitió la aparición de los animales pluricelulares, quienes necesitan ese gas para mantener su ritmo de vida tan intenso. Ritmo de vida que mantenemos nosotros, los seres humanos.

Debemos nuestra existencia a la catastrófica contaminación del oxígeno.

Félix Díaz

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3 Comentarios en “El oxígeno, ese gas contaminante”

  1. Avatar
    Victor Tagua febrero 10, 2012 at 2:35 pm #

    Estoy con Jesús, las arqueas no son las madres de las mitocondrias, sino un tipo de proteobacterias. Se piensa que pudo ser la arquea la que englobara a las proteobacterias para dar a la célula eucariota pero sobre esto aun no se sabe mucho.

    Y la crisis del oxígeno fue más lenta de lo esperado, ya que las primeras cantidades de oxígeno que se producían, no se acumularon, sino que oxidaron el hierro disuelto en el agua y lo precipitaron, después cuando se agotó el hierro sin oxidar en el agua, se diluyó en la atmósfera atacando al hierro de las masas terrestres emergidas y ya cuando no quedaba más, empezó a aumentar.

    Y también me gustaría destacar que hubo algunos períodos de la Tierra en los que la concentración de O2 eran mayores (se habla de un 35%), los insectos pudieron alcanzar mayores tamaños puesto que la difusión de aire en las tráqueas era mayor, pero la contrapartida era que se originaban incendios con más facilidad. Esa época fue el Carbonífero, donde se formaron lo que son ahora nuestros depósitos de carbón y petróleo.

  2. Avatar
    Jesús septiembre 4, 2011 at 2:07 pm #

    Buen artículo, salvo por algunos detalles. Por ejemplo, el tema de que las mitocondrias desciendan de arqueas. En realidad, y hasta donde yo sé, se cree que descienden de bacterias parecidas a las Rickettsia, que son proteobacterias (es decir, dentro de las bacterias normales). Por no mencionar que muchísimas arqueas no están adaptadas al oxígeno, mientras que muchas bacterias comunes sí que lo están, tanto de forma facultativa como obligada.

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  1. El oxígeno, ese gas contaminante | Art&i... - julio 1, 2013

    [...] En el último medio siglo nos hemos acostumbrado a pensar en la contaminación como algo propio de nuestra especie. Antes, apenas nos preocupábamos del tema, salvo algún caso especial. La Tierra tenía mecanismos suficientes para absorber nuestra basura. Sólo que ahora nos preocupa que no siempre pueda ser así.  [...]

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