¿Qué respiraban los organismos terrestres antes de que hubiera oxígeno?

El oxígeno, por el contrario, es mucho más reciente en nuestro mundo. Hace alrededor de 2.700 millones de años, en efecto, tuvo lugar un episodio que lo cambió todo para siempre: la gran oxidación , que elevó de forma espectacular el nivel de oxígeno en la atmósfera, provocando la extinción masiva de los organismos anteriores , para los que el oxígeno era un auténtico veneno. Según los investigadores, todo ese oxígeno procedía de organismos como las cianobacterias , muy abundantes en ese momento, que lo emitían como desecho.

Desde hace décadas, por lo tanto, los científicos se preguntan "qué respiraban" todas esas criaturas anteriores a la Gran Oxidación , y ahora un equipo de investigadores encabezado por Pieter Visscher, de la Universidad de Connecticut, cree haber hallado la respuesta: arsénico. Un veneno para nosotros , pero que en aquella época lejana pudo haber impulsado la vida en el planeta. La investigación acaba de publicarse en .

Para llegar a esta conclusión, los investigadores estudiaron un lugar único en el mundo, Laguna La Brava , en el desierto de Atacama, en Chile, uno de los parajes más áridos y desolados que existen. Allí, Visscher y sus colegas analizaron a fondo una película o estera púrpura de microbios fotosintéticos que viven en un lago súper salino y en el que no existe ni rastro de oxígeno.

"He estado trabajando con esteras microbianas desde hace unos 35 años -explica Visscher-. Y este es el único lugar de la Tierra donde pude encontrar una estera microbiana que funciona en ausencia absoluta de oxígeno ".

Las esteras microbianas, que al fosilizar forman estromatolitos, fueron muy abundantes en la Tierra durante por lo menos 3.500 millones de años. Y durante los primeros mil millones de años de su existencia no disponían de oxígeno para hacer la fotosíntesis. Aún no está claro cómo pudieron sobrevivir estas criaturas en condiciones tan extremas, pero al examinar los estromatolitos y los organismos extremófilos que viven en la actualidad, como los de Laguna La Brava, los investigadores han descubierto todo un abanico de posibilidades.

Si bien estudios anteriores llevaban mucho tiempo proponiendo el hierro, el azufre o el hidrógeno como posibles sustitutos del oxígeno, el arsénico no se consideró seriamente hasta 2008. En 2014, el propio Visscher y sus colegas hallaron evidencias de fotosíntesis basada en el arsénico en antiguas lagunas de miles de millones de años de antigüedad. Pero para reforzar su teoría, necesitaban encontrar un análogo moderno y estudiar al detalle sus procesos bioquímicos.

El año pasado, los investigadores encontraron una forma de vida muy abundante en el Océano Pacífico que también respiraba arsénico. Y los microorganismos de La Brava se parecen mucho también a una bacteria de azufre de color púrpura llamada Ectothiorhodospira que se encontró recientemente en un lago rico en arsénico en Nevada y que parece realizar la fotosíntesis usando este compuesto.

Sin embargo, se necesita más investigación para estar completamente seguros de que los microbios de La Brava son realmente capaces de metabolizar el arsénico. Por ahora, la investigación inicial encontró que el agua que corre alrededor de estas esteras microbianas está muy cargada de sulfuro de hidrógeno y arsénico, lo cual resulta esperanzador. Y la investigación genómica también sugiere que estos organismos disponen de todas las "herramientas" para metabolizar el arsénico.

Si Visscher y su equipo tienen razón, y los microbios de La Brava están realmente "respirando arsénico", esas formas de vida serán las primeras en hacerlo en una estera microbiana permanente y completamente libre de oxígeno, similar a las que existían hace miles de millones de años.

Según el investigador, además, su trabajo servirá para ampliar la búsqueda de vida en otros lugares, como en Marte. "Al buscar pruebas de vida en Marte -afirma- los científicos se fijarán en el hierro, pero probablemente deberían observar también el arsénico".