Hace más de dos mil millones de años la atmósfera no se parecía en nada a la actual, casi no había oxígeno y la vida estaba confinada a microbios marinos. Se sabía que ya existían bacterias fotosintéticas, pero el aire seguía siendo irrespirable. La gran duda era por qué el oxígeno tardó tanto en acumularse. Un equipo de la Universidad de Okayama, en Japón, aporta ahora parte de la respuesta.
El estudio, publicado en Communications Earth & Environment, apunta a la química de los mares arcaicos. Elementos como el níquel y compuestos como la urea habrían frenado durante millones de años la expansión de las cianobacterias, los microbios que liberan oxígeno al hacer fotosíntesis.
“El auge del oxígeno en la Tierra no fue inmediato porque el propio océano actuaba como regulador químico”, explica el geólogo Dilan M. Ratnayake, autor principal. “El exceso de níquel y urea creó un entorno hostil para las cianobacterias y limitó su capacidad de proliferar y oxigenar el agua y la atmósfera”.
Para probar esta idea, el equipo recreó en el laboratorio condiciones similares a las de la Tierra primitiva. En un primer ensayo mezclaron hierro, amonio y cianuro bajo radiación ultravioleta intensa, simulando un Sol sin filtro de ozono. Mostraron así que la urea podía formarse de manera abiótica, lo que sugiere su presencia temprana en los océanos.
Después cultivaron cianobacterias modernas en medios con distintas concentraciones de níquel y urea. El patrón fue claro, cuanto más altos eran esos niveles, más lento era el crecimiento y menor la producción de oxígeno. Solo cuando el níquel disminuía —como ocurrió de forma natural con la evolución del planeta— las cianobacterias podían expandirse y oxigenar de manera sostenida.
“El níquel y la urea mantuvieron un equilibrio delicado. En exceso actuaban como freno; al reducirse, permitieron un auge microbiano que cambió el planeta”, resume Ratnayake. Ese giro habría marcado el inicio del Gran Evento de Oxidación, entre 2.100 y 2.400 millones de años atrás.
Las implicaciones van más allá de la Tierra. Entender cómo surgió y se estabilizó el oxígeno aquí puede orientar la búsqueda de biofirmas en exoplanetas. “Saber qué factores químicos favorecen o bloquean la acumulación de oxígeno ayuda a identificar mundos potencialmente habitables”, añade el profesor Ryoji Tanaka, coautor.
Más que cerrar un enigma, el trabajo abre una forma distinta de mirar el pasado, geología, química y biología entrelazadas durante una larga transición, hasta transformar un planeta hostil en un mundo azul y respirable.
