Conoce al elemento químico que impulsó la evolución biológica hace millones de años

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Conoce al elemento químico que impulsó la evolución biológica hace millones de años

(Alfonso Cerezo / Pixabay)

Científicos han desarrollado una nueva teoría sobre cómo el hierro impulsó la evolución biológica hace millones de años.

Pasa desapercibido

En nuestras clases de biología los famosos carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno siempre son las estrellas. No es para menos, pues no solo son constituyentes básicos de las formas biológicas sino que jugaron un papel fundamental durante la evolución de la vida. El oxígeno por ejemplo, mientras se acumulaba en la atmósfera hace 2.500 millones de años atrás, permitía que organismos aerobios se desarrollen para luego conquistar el planeta.

Sin embargo, otro elemento fue tan crucial como el oxígeno: el hierro. De acuerdo con un estudio realizado sobre la disponibilidad de hierro para la vida a lo largo de la historia de la Tierra, las fluctuaciones en las concentraciones de hierro podrían haber impulsado la evolución biológica.

Esta hipótesis empieza a tomar forma cuando reconocemos al hierro como un elemento necesario para toda la vida. Solo se conocen dos organismos que no lo requieren; uno de ellos es la bacteria causante de la enfermedad de Lyme, Borrelia burgdorferi.

Las guerras del hierro

A pesar de lo imprescindible que es para que la célula detecte el oxígeno y genere energía, los niveles de hierro ahora no son como en los primeros días de la Tierra. En aquel entonces había mucho hierro geológico proveniente, quizá, del espacio exterior. Además, se podía disolver en el océano, por lo que abundaba en el medio marino.

Pero con la Gran Oxidación, el hierro soluble comenzó a escasear y aumentó la competencia por este metal entre las células. Se desataron las batallas por el hierro: algunos organismos descubrieron cómo reciclar el hierro de las células muertas, otros aprendieron a robarlo de células vivas. Incluso, algunos se las arreglaron para vivir en otra célula y usar su sistema absorción de hierro para mantenerse con vida. Por ello, algunos científicos creen que el hierro desencadenó la evolución multicelular.

«La infección, la depredación y la endosimbiosis son comportamientos que cambian el enfoque de la adquisición de hierro de las fuentes minerales a otras formas de vida. Cada uno de los tres comportamientos puede evolucionar hacia los demás con el tiempo. Por ejemplo, las infecciones inicialmente explotadoras pueden volverse mutuamente simbióticas».

Quienes lo pasaron peor al inicio fueron las bacterias y arqueas, que dependían más del hierro para sobrevivir. Los que llegaron después, eucariotas, aprendieron a usar el elemento de manera más eficiente durante millones de años.

Adaptaciones

Los científicos a cargo de la revisión publicada en PNAS, sugieren que los océanos de la Tierra perdieron la mayor parte de su hierro soluble debido a un aumento del oxígeno atmosférico. Cuando el agua y el hierro sólido interactúan en presencia de oxígeno, el hierro se oxida rápidamente, haciendo que sea más difícil de utilizar para los seres vivos.

Esta escasez desató el desarrollo de adaptaciones como los sideróforos, moléculas orgánicas que ayudan a asimilar el hierro. Los organismos con sideróforos comenzaron a reunirse cerca de un número limitado de fuentes geológicas ricas en hierro. Este hacinamiento condujo inevitablemente a «interacciones célula-célula cada vez más complejas«.

Hoy en día, casi todas las bacterias, plantas y hongos tienen estas estructuras, pero hace miles de millones de años, esto representaba una nueva forma de supervivencia.

«A pesar del agotamiento del hierro biodisponible, a lo largo del rebote de vida posterior al GOE y su posterior diversificación (y el paso a través de otros sucesivos eventos de extinción masiva), el hierro ha conservado su preeminencia en los sistemas biológicos«, señalan los autores.

Es decir, a diferencia de las bacterias en el parque Yellowstone, los eucariotas hemos podido vivir lejos de costas llenas de hierro, pero siempre y cuando hayan otras fuentes de hierro disponible. Así que ya sabes, ¡a comer lentejas!

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