Poco oxígeno es equivalente a poca vida: a partir de esta simple ecuación se sabe que la vida tardó mil millones de años más en aparecer.
Una de las normas básicas de la biología es que la vida surge allí donde se dan un par de condiciones fundamentales. La primera, que tiene que haber agua. La segunda, que los organismos vivos respiran, ya sea de forma aeróbica (oxígeno) o anaeróbica (con otros gases, pero estos son pocos). Este par de leyes no escritas han vuelto a ser obvias cuando un equipo de la Universidad de Yale ha demostrado que la escasez de oxígeno en la Tierra retrasó considerablemente la aparición de la vida. Concretamente unos mil millones de años, hasta la etapa final del periodo Proterozoico, hace 800 millones de años. Es decir, que en realidad la vida podría haber aparecido muchísimo antes y haber tenido una evolución más rápida de no ser porque una de esas normas no se daba. El estudio se publicó en la revista Science a principios de mes, dirigido por Noé Planavsky y Christopher Reinhard, del Instituto de Tecnología de Georgia.
Al leer esto usted pensará que sólo respira oxígeno, ¿verdad?, pues no, en realidad lo que respiramos y ensancha los pulmones es de todo menos oxígeno: un 78% es nitrógeno, sólo el 21% es oxígeno y el resto (1%) es una mezcla peculiar de hidrógeno, CO2, ozono y varios gases nobles, sobre todo argón. Este equilibrio es el resultado de muchos cambios atmosféricos relacionados con el clima y la geología de la Tierra, con el peso del aire y la densidad, y cómo es en la troposfera (la parte inferior) donde se acumula más oxígeno: ya saben, a más altura, menos de ese gas fundamental, lo que explica el mal de altura y lo tóxico que es el alpinismo por encima de los 4.000 metros.
El equipo descubrió en los estratos geológicos que los niveles de oxígeno en los periodos iniciales eran apenas un 0,1% de los actuales. La atmósfera terrestre era muy diferente, cargada de otro tipo de gases que hoy serían tóxicos para la vida animal. No podría haber albergado una diversidad suficiente como para que la evolución diera lugar al abanico actual. La razón final es intentar saber por qué apareció el oxígeno y cuándo. La fecha, millón de años arriba o abajo, es crucial para poder tener una línea temporal que establezca por qué apareció la vida en la Tierra. Y sobre todo, cómo. No hay que olvidar que el oxígeno no surgió de golpe, sino que fue la consecuencia de la Gran Oxidación, un fenómeno promovido, quizás, por las primeras formas de vida, cianobacterias que producían oxígeno al “respirar” otros gases.
Cianobacterias
Como en un círculo vicioso, determinado tipo de formas de vida básicas, incluyendo las primeras plantas, crearon la enorme masa de oxígeno que conformó la atmósfera viable para la vida. De hecho en otras etapas ha habido más oxígeno que ahora debido a que la masa forestal era mucho más grande porque había un clima más cálido y húmedo. Quizás todo fuera diferente si no hubiera habido oxígeno, un tipo de gas fácil de quemar que es puro combustible celular y que permitió precisamente la diversidad y poder de la vida. Como una pescadilla que se muerde la cola: a más oxígeno, más vida, y a más vida, puede que más oxígeno.
Ahora bien, ¿cómo han determinado los niveles de oxígeno? A partir del cromo, un material que se oxida a gran rapidez al entrar en contacto con el oxígeno. El equipo tomó como partida los niveles de zonas pequeñas donde saben que había mucho oxígeno y luego viajaron a puntos distantes como EEUU, Canadá, China y Australia para contrastar niveles. El cromo está en la corteza y puede determinarse los niveles de oxidación con facilidad. El resultado es que era mucho más bajo de lo que se pensaba, lo que quizás retrasó la vida animal (pero no bacteriana) en la Tierra. Porque la evolución genética de los animales (rapidísima en comparación con otras formas de medir) no es suficiente.
Según las estimaciones, sólo cuando el oxígeno alcanzó el 40% respecto al nivel actual hubo un sostén suficiente para el gran salto adelante evolutivo, que en comparación con el tiempo anterior fue muy rápido. Ese diferencial entre el 0,1% y el 40% es lo que ha traído de cabeza a los biólogos. Según este nuevo estudio, aquella atmósfera era muy inestable, con subidas y bajadas del equilibrio de gases, donde los picos de oxígeno eran continuos, como si la química librara una guerra particular por ver cómo quedaba conformado el aire que respiramos. Y los niveles de oxidación del cromo en la superficie terrestre son la clave para poder explicar esa cronología que ayuda a entender por qué el gran efecto colateral del universo, la vida, surgió y se desarrolló.