La evolución de la vida en la Tierra ha sido objeto de estudio durante siglos, pero hay preguntas que siguen generando debate en la comunidad científica. Una de ellas es la relación temporal entre la producción de oxígeno mediante la fotosíntesis y la utilización de este gas en los procesos metabólicos de organismos aeróbicos. Recientemente, un grupo de investigadores ha realizado un descubrimiento accidental que podría arrojar luz sobre esta cuestión, publicando sus hallazgos en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Un hallazgo inesperado
Felix Elling, exinvestigador postdoctoral de Harvard y autor principal del estudio, estaba llevando a cabo investigaciones sobre moléculas en bacterias cuando se topó con algo inesperado. Mientras buscaba compuestos específicos en una bacteria del grupo Nitrospirota, se encontró con una variación de la molécula conocida como metilo-plastoquinona. Esta molécula, que se asemeja a los compuestos utilizados por las plantas para realizar la fotosíntesis, apareció en un organismo que, en teoría, no debería necesitarla.
La metilo-plastoquinona representa una nueva categoría dentro de las quinonas, moléculas que desempeñan un papel fundamental en el metabolismo de todos los seres vivos. Hasta ahora, se pensaba que existían dos tipos de quinonas: las aeróbicas, que requieren oxígeno, y las anaeróbicas, que no lo necesitan. El descubrimiento de Elling sugiere que podría existir una tercera forma, actuando como un eslabón perdido entre la fotosíntesis y la respiración aeróbica.
Los hallazgos del estudio también ofrecen un nuevo enfoque sobre un evento crucial en la historia de nuestro planeta: el Gran Evento de Oxidación, que tuvo lugar hace aproximadamente entre 2.3 y 2.4 mil millones de años. Este periodo se caracteriza por un aumento significativo de oxígeno en la atmósfera, producto de la actividad fotosintética de las cianobacterias. Tradicionalmente, se ha asumido que la fotosíntesis precedió a la respiración aeróbica, pero la existencia de la metilo-plastoquinona sugiere que algunas bacterias podrían haber desarrollado la capacidad de utilizar oxígeno antes de que este se volviera abundante en la atmósfera.
“La gallina y el huevo estaban presentes al mismo tiempo”, afirma Elling, ilustrando la complejidad de la interacción entre la producción y el consumo de oxígeno en los primeros ecosistemas de la Tierra. Ann Pearson, profesora de Ciencias Ambientales en Harvard, subraya la importancia de contar con un sistema bioquímico que permita procesar oxígeno en el momento en que comienza a generarse, lo que representaría un avance crucial para la vida.
Este descubrimiento no solo es relevante para entender la evolución de la vida, sino que también tiene implicaciones para la biología moderna. La diversidad de estructuras de quinonas que se pueden encontrar en los organismos actuales, incluyendo los humanos, sugiere que este hallazgo podría ser un “fósil viviente” de una molécula que ha perdurado durante más de dos mil millones de años.
