El aumento de los niveles de oxígeno en el planeta en dos fases muy concretas del pasado está detrás del proceso evolutivo que convirtió a unas bacterias invisibles al ojo humano en unos seres vivos tan gigantescos como un dinosaurio, una secuoya o una ballena.
La investigación desarrollada por un equipo de 13 científicos, dirigidos por Jonathan Payne, de la Universidad de Stanford (EE. UU.), apunta a que este aumento biológico se produjo en dos periodos diferentes de los 3.500 millones de años de vida en el planeta y que fueron fases relativamente cortas: menos del 20% de esa historia.
Para realizar este trabajo, que da luz a uno de los misterios más asombrosos de la vida, los investigadores se centraron en analizar y comparar el tamaño máximo que había conseguido cada uno de los seres vivos, desde las bacterias procariotas (organismos unicelulares muy primitivos que han desarrollado membrana nuclear) a las eucariotas (más complejas, y por tanto posteriores), los metazoan y las plantas vasculares.
Todos estos organismos vivieron a partir de un momento determinado del periodo Arcaico (hace entre 4.000 y 2.500 millones de años) y aún existen en nuestros días. Estudiando los registros fósiles que han dejado, observaron que habían aumentado su tamaño hasta 16 veces en los últimos 3.500 millones de años, como publican esta semana en la revista 'Proceedings of National Academy of Science (PNAS)'.
Pero lo más sorprendente es que ese aumento fue episódico: un salto de seis veces sus dimensiones ocurrió a mitad del Paleoproterozoico, hace 1.900 millones de años, y otra en el Ordovícico (hace entre 600 y 450 millones de años). Es decir, que más del 75% del aumento del tamaño de los seres vivos ocurrió en dos momentos no muy largos.
Más oxígeno
Observaron, además, que ambos momentos ocurrieron tras dos incrementos en la oxigenación del planeta. "La conexión entre estos dos episodios de aumento de tamaño y la mayor oxigenación ha hicimos de forma inmediata porque, desde hace décadas, estudiar las curvas de oxígeno atmosférico es un objetivo de gran interés para los científicos", asegura Payne.
El biólogo norteamericano destaca que lo realmente interesante fue descubrir que "cada uno de esos pasos es correlativo con un momento en el que la vida se hizo más compleja: primero surgió la célula eucariota y luego los organismos multicelulares". Volviendo la vista al pasado, hay que recordar que cuando surgieron las primeras bacterias no había oxígeno en la Tierra. Y que durante los primeros 1.500 millones de años de vida en la Tierra esos microorganismos eran sólo unicelulares, lo que les otorgaba un crecimiento de tamaño muy limitado. El aumento de sus dimensiones sólo fue posible con la llegada de organismos más complejos, hace 2.000 millones de años.
Pero antes, algo cambió: en el periodo Arcaico (hace más de 3.000 millones de años), hubo unas bacterias primitivas que 'inventaron' un metabolismo nuevo: les permitía usar la energía del sol y el dióxido de carbono para nutrirse, es decir, crearon la fotosíntesis que genera el oxígeno.
Pronto, estas bacterias llenaron con el nuevo elemento los océanos y también la atmósfera, como aún ocurre hoy. De hecho, los mares son grandes captadores de dióxido de carbono atmosférico. Fue ese preciado y peligroso oxígeno libre el que hizo posible que la vida evolucionara: los organismos desarrollaron un núcleo que contenía su material genético.
Más adelante, las células eucariotas llegaron a la tierra y desarrollaron estructuras celulares más grandes. En 200 millones de años, los organismos invisibles pasaron a ser del tamaño de una moneda de 10 céntimos.
Llegan los 'multicelulares'
Durante otros mil millones de años, la vida languideció como simples células bacterianas, hasta la transición del Precámbrico al Cámbrico, hace unos 540 millones de años cuando, de nuevo, el nivel de oxígeno atmosférico aumentó notablemente, hasta alcanzar el 10% de su concentración actual.
Muchos científicos mantienen que ese segundo aumento era la llave fundamental para que la vida fuera multicelular. Una vez que ese nuevo nivel se alcanzó, los límites del tamaño a los que se constreñían los organismos unicelulares desaparecieron.
En poco tiempo evolutivo, es decir, en unos cientos de millones de años, se pasó de los organismos del tamaño de una moneda a otros gigantescos, como los cefalópodos del Ordovícico, con más de tres metros de largo. Más adelante vendrían los dinosaurios, aunque algunos animales anteriores ya habían sido más gigantescos.
Michal Kowalewxski, otro de los autores de este trabajo, recuerda que antes de su estudio la referencia en esta materia era el gráfico que hizo J.T. Bonner, hace más de 40 años, sobre el tamaño de los organismos.
"Una creencia común era que el tamaño había aumentado con la complejidad de los animales o que cambió lentamente a través del tiempo, pero no sabíamos cómo ese cambio se produjo en un grupo de organismos. ¿Aumentó rápidamente tras su aparición y luego disminuyó, o viceversa. Nuestro estudio trataba de responder a esta pregunta, cuando nos encontramos con un patrón en todos los casos", concluye.
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