Los científicos descubren una antigua fuente de oxígeno que pudo haber alimentado la vida en la Tierra primitiva
El poderoso terremoto que sacudió la Tierra hace unos 3.800 millones de años desgarró la corteza, lo que permitió que se desarrollaran reacciones químicas en lo profundo de la roca fracturada.Estas respuestas son causadas por la actividad sísmica, el agua y el punto de ebullición la temperaturasugiere un nuevo estudio, puede haber proporcionado oxígeno para algunas de las formas de vida más antiguas del mundo.
Este oxígeno está empaquetado en peróxido de hidrógeno (H2O2), que contiene dos hidrógeno átomo Dos átomos de oxígeno están unidos, según una investigación publicada el lunes (8 de agosto) en la revista Comunicaciones de la naturaleza (se abre en una pestaña nueva)Quizás mejor conocido como conservante, el peróxido de hidrógeno es, por supuesto, tóxico para los organismos vivos, pero una vez que se descompone, sigue siendo una fuente útil de oxígeno. enzima O a través de reacciones que tienen lugar a altas temperaturas, dijo a WordsSideKick.com Jon Thieling, autor principal del estudio y profesor titular de geoquímica y geomicrobiología en la Universidad de Newcastle, Reino Unido.
Ahora, en experimentos de laboratorio, Telling y sus colegas han descubierto una forma en que el peróxido de hidrógeno puede formarse en grandes cantidades en una etapa temprana. Tierra Por lo tanto, una fuente potencial de oxígeno para algunos de los primeros seres vivos de la Tierra.Estas reacciones ocurren más eficientemente en la temperatura Los investigadores encontraron que todavía se producen pequeñas cantidades de H2O2 cerca del punto de ebullición del agua (212 grados Fahrenheit o 100 grados Celsius), pero a temperaturas por debajo de los 176 grados Fahrenheit (80 grados Celsius).
En particular, estas temperaturas se superponen con los rangos de temperatura de los termófilos e hipertermófilos, es decir, los termófilos bacterias Y las arqueas, conocidas por prosperar, dijo Telling. Se cree que el ancestro común de toda la vida en la Tierra también evolucionó para vivir en ambientes cálidos, por lo que, en teoría, esta misteriosa criatura ancestral podría haber sido influenciada por el peróxido de hidrógeno que se formó en lo profundo de la corteza terrestre.
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Es importante destacar que, debido a que el peróxido de hidrógeno destruye la grasa, proteína y ADN de célulaLos primeros organismos, si estaban presentes en su entorno, necesitaban estrategias para «desintoxicarse» de la enfermedad, dijo Lynn Rothschild, científica investigadora principal del Centro de Investigación Ames de la NASA en California, que no participó en el nuevo estudio.El agua oxigenada también es un producto natural fotosíntesispor lo que para desarrollar la capacidad de realizar la fotosíntesis, es posible que los organismos primero necesiten poder procesar H2O2.
«Antes de que pudiera ocurrir la fotosíntesis aeróbica, debe haber una fuente de especies reactivas de oxígeno en la Tierra primitiva», incluido el peróxido de hidrógeno», dijo Rothschild a WordsSideKick.com.
en lo profundo de la corteza
Anterior (se abre en una pestaña nueva) estudiar (se abre en una pestaña nueva)Incluir Trabajo dirigido por el laboratorio de Rothschild (se abre en una pestaña nueva)lo que sugiere que los minerales que se cree que estaban presentes en la corteza terrestre primitiva podrían ser una fuente potencial de peróxido de hidrógeno y, por lo tanto, de oxígeno.
Algunos de estos experimentos consistieron en triturar rocas en condiciones específicas y luego exponer esas rocas trituradas al agua. Esta secuencia de eventos imita, a pequeña escala, el estrés físico que experimentaron las rocas en áreas de actividad tectónica temprana, donde la corteza se abrió y el agua pudo filtrarse en su interior.Cuando la Tierra tenía menos de mil millones de años, no había una gran corteza en la Tierra que se deslizara más allá del manto porque placa tectonica Moverse por el mundo hoy, dijo Telling.Sin embargo, la corteza en ese momento todavía se estaba doblando y agrietando localmente debido a volcán Actividad e interacciones entre trozos mucho más pequeños de la corteza terrestre, dijo.
Aunque experimentos anteriores han sugerido que esta actividad tectónica temprana puede haber producido hidrógeno gas (un componente del peróxido de hidrógeno) y peróxido de hidrógeno completamente formado, los estudios arrojaron solo pequeñas cantidades de estos compuestos. En su nuevo estudio, Telling y sus colegas realizaron experimentos similares, pero expusieron roca triturada a un rango más amplio de temperaturas y durante períodos de tiempo más prolongados, hasta una semana. Con base en investigaciones anteriores, sospechan que este enfoque puede aumentar la producción de peróxido de hidrógeno.
En sus experimentos de destrucción de rocas, el equipo utilizó granito, un tipo de roca que se encuentra en la corteza continental, así como basalto y peridotita, que pueden haber sido abundantes en la corteza oceánica de la Tierra primitiva. Molieron las rocas hasta convertirlas en un polvo fino en un recipiente sin oxígeno, transfirieron cuidadosamente la roca triturada a una botella sellada, agregaron agua y la calentaron.
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A medida que el polvo de roca alcanza temperaturas cercanas al punto de ebullición, los «defectos» en sus minerales constituyentes se vuelven cada vez más inestables y es más probable que reaccionen con el agua. Específicamente, estos defectos incluyen «enlaces peroxi», o los lugares donde dos átomos de oxígeno se unen en la estructura cristalina del mineral, que normalmente solo se une al elemento silicio. Estos defectos pueden introducirse en el cristal si se agrega inadvertidamente agua a la estructura del cristal a medida que se forma, dijo Telling.
«Cuando se estresan estas rocas que contienen estos enlaces peroxi, estos defectos en realidad se dislocan», explicó. «Pueden moverse a través de la estructura cristalina hacia la superficie y luego pueden comenzar a interactuar con el agua», una interacción que eventualmente produce peróxido de hidrógeno.
Estos resultados sugieren que el peróxido de hidrógeno puede haber sido una característica común del medio ambiente, al menos en regiones donde la Tierra primitiva fue sacudida por terremotos y horneada a altas temperaturas. Dicho esto, los experimentos no pudieron capturar la tasa o escala exacta a la que ocurrieron estas reacciones productoras de H2O2 en la Tierra primitiva, anotó Telling.
«Mira lo común que es este fenómeno» y cómo afecta el peróxido de hidrógeno evolución Rothschild dijo que estudia cómo surgió y evolucionó la vida en la Tierra primitiva y en otras partes de la galaxia. Es decir, no era necesario que el H2O2 estuviera presente en todos los entornos de la Tierra primitiva para influir en la evolución de la vida en la Tierra. Si eres un microbio diminuto con un diámetro de unos pocos micrómetros, de todos modos solo te afectan los productos químicos de tu entorno.
«Honestamente, es suficiente si tienes oxígeno reactivo cerca», dijo Rothschild.Esta exposición temprana al H2O2 ambiental puede haber proporcionado el «entrenamiento» necesario para los organismos que evolucionaron hasta convertirse en cianobacterias, azul-verde algas Responsable de inyectar oxígeno en la atmósfera de la Tierra, lo que dio forma al curso de la historia de nuestro planeta, dijo.
Publicado originalmente en Live Science.
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