Arxiu del dimarts , 11/12/2012

La catàstrofe que va arribar amb retard

dimarts , 11/12/2012

800px-Stromatolites_in_Sharkbay.jpg Aquests dies, i gràcies a la paranoia del calendari maia, es parla sovint de la fi del món. Previsiblement això anirà més fins que passi la data prevista i tot seguit continuarem amb les nostres vides com si res. Tot plegat és increïblement absurd, però cal reconèixer que la fi del món té un puntet de dramatisme que li dóna una certa gràcia. El que fa riure és la poca imaginació que li posem els humans a l’hora de parlar del tema. Imaginem uns finals molt apocalíptics per la nostra societat, però que són poca cosa si els comparem amb les vegades que el planeta ha afrontat un cataclisme global de veritat.

Probablement el més catastròfic pel que fa a la vida va tenir lloc fa uns 2400 milions d’anys, quan la composició de l’atmosfera va canviar radicalment. Ara patim per si el CO2 augmenta unes poques parts per milió, però el que va passar aleshores va ser un canvi radical en la composició dels gasos que hi havia. L’aire es va tornar irrespirable i tòxic per quasi tots els éssers vius del planeta ja que es va omplir d’un verí extraordinàriament potent: l’oxigen.

Un resum molt ràpid del que va passar és: Hi havia vida a la Terra des de feia milions d’anys quan algunes cèl·lules van començar a fer fotosíntesi. La fotosíntesi permet fabricar matèria orgànica aprofitant l’energia del Sol i agafant electrons de la molècula d’aigua, que es trenca i allibera oxigen. Ara l’oxigen el fem servir per respirar, però en aquell moment l’oxigen era un verí particularment tòxic que va modificar l’atmosfera i gairebé va acabar amb la majoria de la vida al planeta. Per sort, uns pocs tipus cel·lulars es van adaptar per aprofitar l’oxigen i basar el seu metabolisme en aquest agent tòxic. I a partir d’aquí la vida va evolucionar fins arribar als nostres dies. Nosaltres som hereus d’aquelles cèl·lules que van poder aprendre a sobreviure en una atmosfera oxidant.

En general hi ha acord en aquesta història, però un detall no acabava d’encaixar. Tenim dades que indiquen que la fotosíntesi es va originar com a mínim tres cents milions d’anys abans de l’arribada de l’oxigen a  l’atmosfera. El desfàs no semblava greu. Es requereix molt temps per modificar l’atmosfera d’un planeta, també hi hauria moltes reaccions químiques entre l’oxigen generat i els minerals presents al planeta, que s’oxidarien però que en fer-ho retindrien l’oxigen a terra sense alliberar-lo a l’atmosfera. Però també hi ha un altre motiu, depenent de a mateixa evolució, que explica el retràs en l’arribada de l’oxigen a l’aire.

Quan parlem de fotosíntesi, pensem en la moderna, però no devia originar-se tal com la coneixem. Les reaccions que aprofitaven l’energia de la llum devien ser molt més senzilles al principi i s’han trobat dades que suggereixen que els primers organismes feien les coses una mica diferents de com es fan ara en les plantes. La clau va ser la troballa de restes de manganès oxidat en uns estrats corresponents a una època en la que encara no hi havia oxigen a l’atmosfera. (I per no confondre’ns, des del punt de vista químic, oxidat no vol dir necessàriament que tingui oxigen. Només que ha perdut electrons)

El que sembla que passava és que els cianobacteris d’aquell temps feien fotosíntesi oxidant un element químic que tenien disponible, el manganés. Aquest es va anar acumulant als dipòsits sedimentaris fins arribar a un punt en que va començar a ser escàs. Va ser aleshores quan algunes cèl·lules van modificar la via metabòlica. Ja no li agafaven els electrons al manganés i el llençaven sinó que van incorporar el manganés al seu metabolisme intern. Seguien agafant-li els electrons, però tot seguit feien servir la molècula d’aigua per reomplir el manganés d’electrons i començar de nou la fotosíntesi. Aquesta nova estratègia va ser la que va començar a generar oxigen i per això hi ha aquell desfàs. La primera fotosíntesi de la Terra feia servir el manganés extern, i fins que aquest no va començar a esgotar-se no es va explorar noves vies. Unes vies que van resultar ser tòxiques a la llarga, però aquest és un detall que a la evolució li és ben igual.