¿Cuáles son las teorías sobre el origen de la vida?
Las noticias de la época parecían como si la gente pensara que mientras le dieras una buena sacudida y la vida saldrá de la botella. El tiempo ha demostrado que, después de todo, las cosas no son tan sencillas. A pesar de otro medio siglo de investigación, hoy estamos tan lejos de sintetizar la vida como lo estábamos en 1953, y mucho menos de tener la capacidad de hacerlo. Los científicos ahora están bastante seguros de que la atmósfera primitiva no era tan acogedora para la vida como la mezcla de gases de Miller y Urey, sino que era una mezcla muy inactiva de nitrógeno y dióxido de carbono. Alguien ha vuelto a realizar el experimento de Miller con estos gases más desafiantes y hasta ahora sólo ha producido un aminoácido muy primitivo. En cualquier caso, el problema no es la producción de aminoácidos, sino la de proteínas.
Cuando se unen aminoácidos, se obtienen proteínas. Necesitamos mucha proteína. De hecho, nadie lo sabe con seguridad, pero puede haber hasta 10.000 tipos de proteínas en el cuerpo humano, y cada una de ellas es un pequeño milagro. Según cualquier ley de probabilidad, la proteína no debería existir. Para producir una proteína, hay que ordenar los aminoácidos en un orden específico (que, siguiendo una larga tradición, debería llamar aquí los "bloques de construcción de la vida"), del mismo modo que hay que ordenar las letras en un orden específico. Orden al escribir una palabra. El problema es que las palabras formadas por letras de aminoácidos tienden a ser particularmente largas. Para deletrear el nombre "colágeno" (un nombre común para una proteína), simplemente coloque ocho letras en el orden correcto. Para producir colágeno, se disponen 1055 moléculas de aminoácidos en un orden absolutamente preciso. Pero –y esta es una cuestión obvia y crítica– no se produce colágeno. Se formará espontáneamente y no hay forma de empezar desde aquí sin tu guía.
Hablando francamente, la probabilidad de que 1055 moléculas de aminoácidos se organicen espontáneamente en una molécula como el colágeno es cero. Es completamente imposible que esto suceda. Para entender lo improbable que es, imaginemos una máquina tragamonedas normal en Las Vegas, pero ampliada significativamente (hasta unos 27 metros, para ser precisos) para acomodar 1.055 ruedas en lugar de las habituales tres o cuatro; cada rueda tiene 20 símbolos (cada símbolo representa un aminoácido común). ¿Cuántas veces tienes que tirar de la manija antes de que los 1055 símbolos caigan en el orden correcto? De hecho, no importa cuántas veces lo hagas. Incluso si se reduce el número de ruedas a 200, que en realidad es el número típico de moléculas de aminoácidos contenidas en una molécula de proteína, la probabilidad de que los 200 símbolos estén en un orden específico es de 10 a 260. Este número en sí es mayor que el número total de átomos en el universo.
En definitiva, una proteína es una entidad muy compleja. La hemoglobina tiene sólo 146 moléculas de aminoácidos, lo que la hace enana según los estándares de proteínas. Sin embargo, aun así, existen 10.190 posibles disposiciones de aminoácidos. Así que a Max Peroots, químico de la Universidad de Cambridge, le llevó 23 años (aproximadamente toda una carrera) resolver el misterio. Crear incluso una sola molécula de proteína al azar parece extremadamente imposible: el astrónomo Fred Hoyle hizo una maravillosa analogía, como un torbellino que atraviesa un antiguo almacén y deja atrás un avión de pasajeros a gran escala completamente ensamblado.
Sin embargo, estamos hablando de cientos de miles de proteínas, quizás 654,38+0 millones. Entendemos que cada uno es único, único y vital para mantener su salud y felicidad. Continuamos la discusión desde aquí. Para ser útiles, las moléculas de proteína no sólo tienen que ordenar sus moléculas de aminoácidos en el orden adecuado, sino que también tienen que realizar el trabajo de plegamiento químico, plegándose ellas mismas en formas específicas. Incluso si logras esta estructura compleja, la molécula de proteína sigue siendo inútil a menos que pueda replicarse, algo que las moléculas de proteína no pueden. Para lograr esto, necesitas ADN. El ADN es un experto en replicación: puede copiarse a sí mismo en segundos, pero no tiene otras habilidades.
Estamos, pues, en una situación paradójica. Las moléculas de proteínas no pueden funcionar sin el ADN, y el ADN no puede hacer nada sin las proteínas. Entonces, ¿debe considerarse que surgieron simultáneamente para apoyarse mutuamente? Si es así, ¡guau, genial!
Además, sin membranas celulares, el ADN, las proteínas y otros elementos importantes no pueden crecer. Los átomos o las moléculas no logran la vida de forma independiente. Si te quitan un átomo, quedará tan sin vida como un grano de arena. Sólo cuando muchos átomos se unen y permanecen en células ricas en nutrientes, estas diferentes sustancias pueden participar en la asombrosa danza que llamamos vida. Sin células, son sólo sustancias químicas interesantes. Pero sin estos químicos, las células son inútiles. Como dice Davis: “Si todo necesita todo lo demás, ¿cómo surgió en primer lugar la sociedad molecular? Es como si todos los ingredientes de tu cocina de alguna manera se unieran y se hornearan solos hasta formar un pastel; si alguna vez hubo uno, ¿necesariamente, el pastel lo hará? dividirse, produciendo más pastel. Por tanto, no es de extrañar que llamemos a la vida un milagro. No es de extrañar que apenas estemos empezando a comprenderlo.
Entonces, ¿qué contribuye a esta estructura sorprendentemente compleja? Diablos, una posibilidad es que tal vez no sea tan mágico como parece a primera vista. Tomemos como ejemplo esas increíbles moléculas de proteínas. Suponemos que el arreglo milagroso que vemos ocurrió sólo después de su formación. ¿Qué pasaría si, dentro de esa gran máquina tragamonedas, hubiera algunas ruedas que pudieran controlarse de la misma manera que un jugador de bolos puede controlar algunos bolos prometedores? En otras palabras, ¿qué pasaría si las proteínas no se formaran todas a la vez, sino que evolucionaran lentamente?
Imagínese si sacara todos los materiales que componen una persona: carbono, hidrógeno, oxígeno, etc. , ponlos en un recipiente con agua, agítalos vigorosamente y saldrá una persona completa. Eso es increíble. Lamentablemente, esto fue propuesto esencialmente por Hoyle y otros (incluidos muchos creacionistas apasionados). Creían que las proteínas se formaban espontáneamente. Las proteínas no se forman (ni pueden formarse) de esta manera. Como argumentó Richard Dawkins en su libro The Blind Clockmaker, debe haber algún proceso de selección acumulativa que haga que los aminoácidos se agrupen. Es posible que se hayan unido dos o tres moléculas de aminoácidos con un propósito simple y, con el tiempo, chocaron en un pequeño grupo similar, y Discovery realizó algunas mejoras en el camino.
Este tipo de reacción química relacionada con la vida está en todas partes. Quizás no podamos lograrlo en el laboratorio como Stanley Miller y Harold Urie, pero el universo podría hacerlo fácilmente. Muchas moléculas en la naturaleza se unen para formar largas cadenas llamadas polímeros. Las moléculas de azúcar a menudo se unen para formar almidón. Los cristales pueden hacer muchas cosas realistas: replicarse, responder a estímulos ambientales y crear patrones complejos. Por supuesto, nunca produjeron vida misma, pero demostraron repetidamente que las estructuras complejas son algo natural, espontáneo y completamente confiable. Puede que haya o no una gran cantidad de vida en todo el universo, pero no faltan agregaciones ordenadas y espontáneas. Se encuentra en todo, desde los copos de nieve simétricos hasta los hermosos anillos de Saturno.
La naturaleza es tan dinámica a la hora de unir las cosas que muchos científicos creen ahora que la vida es más inevitable de lo que pensábamos. En palabras del bioquímico belga y ganador del Premio Nobel Christian de Duve, dijo: "Mientras las condiciones tienen razón, la manifestación específica de la materia ocurrirá inevitablemente." Dedev cree que en cada galaxia, es probable que se encuentre una situación así aproximadamente 654,38+0 millones de veces.
Por supuesto, no hay nada terriblemente extraño entre los químicos que nos dan vida. Si quieres crear otro ser vivo, ya sea un pez dorado, una lechuga o un ser humano, en realidad sólo necesitas cuatro elementos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, además de un puñado de otras cosas, principalmente azufre, fósforo, calcio y hierro . Si combinas más de 30 de estas mezclas para formar azúcares, ácidos y otros compuestos básicos, podrás crear cualquier cosa con vida. Como dijo Dawkins: "No hay nada especial en las cosas que forman los seres vivos. Los seres vivos son combinaciones de moléculas, como cualquier otra cosa".
En última instancia, la vida es increíble, satisfactoria, incluso milagrosa, pero no Totalmente imposible: lo hemos demostrado una y otra vez con nuestra simple existencia.
No nos equivoquemos: muchos detalles sobre el origen de la vida siguen siendo difíciles de explicar. Todo lo que se lee en los libros sobre las condiciones necesarias para la vida incluye el agua, desde los "pequeños estanques" que Darwin creía que eran el origen de la vida hasta los burbujeantes chorros oceánicos que ahora se cree ampliamente que son el origen de la vida. Pero todos ignoran el hecho de que convertir monómeros en polímeros implica una reacción conocida en biología como "condensación por deshidratación" (en otras palabras, comenzar a producir proteínas). Como dice un importante artículo de biología, tal vez un poco incómodo: "Los investigadores coinciden en que en el océano primordial, y de hecho en cualquier medio acuoso, tales reacciones habrían sido energéticamente costosas debido a las leyes de acción de masas. No muy beneficiosas". un poco como poner azúcar en un vaso de agua y esperar que se forme un terrón de azúcar. Se supone que esto no debería suceder, pero de alguna manera sucede en la naturaleza. ¿Cuál es la química de todo esto? Esta pregunta está más allá del alcance de este libro. Todo lo que necesitamos saber es que si se moja un monómero, no se convertirá en polímero, excepto para crear vida en la Tierra. ¿Cómo sucedió esto y por qué sucedió en lugar de aquello? Ésta es una gran pregunta sin respuesta en biología.
En las últimas décadas, las ciencias de la tierra han hecho muchos descubrimientos extremadamente sorprendentes. Uno de ellos, Discovery, dio origen a la vida en una etapa temprana de la historia de la Tierra. Hasta la década de 1950, se pensaba que la vida no tenía más de 600 millones de años. En la década de 1970, algunas personas audaces pensaban que la vida podría haber existido hace 2.500 millones de años. Sin embargo, la fecha actual de 3.850 millones de años es sorprendentemente temprana. La superficie de la Tierra no se volvió sólida hasta hace unos 3.900 millones de años.
“A partir de un ritmo tan rápido, sólo podemos inferir que no sería ‘difícil’ que la vida bacteriana evolucione en un planeta con las condiciones adecuadas”, dijo Stephen Jay Gould en el New York Times en 1996. una vez dijo en otras ocasiones que tenemos que sacar una conclusión: "La vida se producirá lo antes posible, lo que seguramente sucederá en la química".
De hecho, el ritmo de vida es muy rápido. eso En cuanto a algunos expertos que piensan que algo debe haberles ayudado, tal vez una gran ayuda. La idea de que la vida temprana surgió del espacio ha existido durante mucho tiempo y, en ocasiones, incluso ha hecho brillar la historia. Ya en 1871, el propio Lord Kelvin planteó esta posibilidad en una reunión de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia. Él creía: "Las semillas de la vida pueden haber sido traídas a la Tierra por meteoritos". Sin embargo, esta visión era sólo una visión extrema hasta un domingo de septiembre de 1969. Ese día, miles de australianos se sorprendieron al escuchar una serie de ruidos retumbantes y ver una bola de fuego surcando el cielo de este a oeste. La bola de fuego emite un extraño ruido y deja un olor. Algunas personas piensan que parece alcohol metilado, mientras que otras piensan que da miedo.
La bola de fuego explotó sobre Murchison y luego llovieron rocas, algunas de las cuales pesaban más de 5 kilogramos. Murchison es una ciudad de 600 habitantes ubicada en Goulburn Gorge al norte de Melbourne. Afortunadamente nadie resultó herido. Este tipo de meteorito es muy raro y se llama condrita carbonosa. La gente del pueblo fue de gran ayuda y recogieron unos 90 kilogramos. Este momento es realmente el más apropiado. Hace menos de dos meses, el Apolo 11 había regresado a la Tierra con una bolsa llena de rocas lunares, y los laboratorios de todo el mundo esperaban ansiosamente (de hecho, clamaban) las rocas del más allá.
Se ha descubierto que el meteorito Murchison tiene 4.500 millones de años y está lleno de aminoácidos: 74 en total, ocho de los cuales están relacionados con la formación de proteínas en la Tierra. A finales de 2001, más de 30 años después de la caída del meteorito, el Centro de Investigación Ames de California anunció que el meteorito Murchison también contenía una serie de azúcares complejos llamados compuestos polihidroxi. Este azúcar nunca antes se había encontrado fuera de la Tierra.
Desde 1969, varias condritas carbonosas han entrado en la órbita terrestre, una de las cuales se estrelló cerca del lago Tagish en el territorio de Yukon en Canadá en junio de 5438 + octubre de 2000. Personas en muchas partes de América del Norte presenciaron esta escena con sus propios ojos, lo que demuestra que en realidad existen abundantes compuestos orgánicos en el universo. Ahora se cree que el cometa Halley está compuesto aproximadamente en un 25% de moléculas orgánicas. Si meteoritos como este cayeran regularmente en un lugar adecuado, como la Tierra, tendrías los elementos básicos necesarios para la vida.
Hay dos problemas con la visión embriológica: la teoría de que la vida se originó en el espacio exterior. En primer lugar, no responde a la pregunta de cómo surgió la vida; simplemente traslada la responsabilidad a otra parte.
En segundo lugar, incluso los defensores más respetados de la teoría embrionaria a veces se desvían hacia la especulación. Por supuesto se puede decir que esto es muy imprudente. Francis Crick, uno de los dos descubridores de la estructura del ADN, y su colega Leslie Ogle creían que "los extraterrestres inteligentes plantaron deliberadamente las semillas de la vida en la Tierra". Gribbin llama a esta idea "al margen del estatus científico"; en otras palabras, si no hubiera sido propuesta por un premio Nobel, la gente habría pensado que era simplemente ridícula. Fred Hoyle y su colega Chandra Wickramasingh creen que el espacio exterior no sólo nos trajo vida, sino también muchas enfermedades, como la gripe y la peste bubónica, que disminuyeron aún más el impacto de la embriología. Los bioquímicos pueden refutar fácilmente estos argumentos.
Lo que sea que causó que la vida comenzara, sólo sucedió una vez. Este es el hecho más inusual de la biología, quizás el hecho más inusual que conocemos. Todo lo vivo, ya sea vegetal o animal, se remonta al mismo tic primitivo. En algún momento en un pasado muy lejano, una pequeña cápsula de sustancias químicas se agitó y surgió la vida. Absorbe nutrientes, le da unos suaves golpecitos y experimenta una breve existencia. Es posible que hayan sucedido muchas cosas antes o que hayan sucedido muchas veces. Sin embargo, este antepasado Bao Xiao hizo otra cosa inusual: se dividió en dos y dio a luz a una descendencia. Una pequeña bolsa de material genético se transfirió de un ser vivo a otro y ha continuado desde entonces sin detenerse nunca. Este es el momento que nos creó a todos. Los biólogos a veces llaman a esto el "gran nacimiento".
“No importa a qué parte del mundo vayas, no importa qué animales, plantas, insectos o cosas indescriptibles veas, mientras esté vivo, usará el mismo diccionario y conocerá el mismo código. . Toda la vida es familia", dijo Matt Ridley. Todos somos resultado del mismo truco genético. Ese truco se ha transmitido de generación en generación durante casi 4 mil millones de años. Con el tiempo, es posible que incluso aprendas un poco sobre genética humana y reconstruyas una célula de levadura llena de insectos. Una célula de levadura real trabajaría sobre él como si fuera una propia. En un sentido muy real, de hecho, un espíritu afín.
En la estantería de la oficina de un amigable geoquímico de isótopos se encuentra El amanecer de la vida, o algo parecido. Su nombre es Victoria Bennett. Su oficina está ubicada en el edificio del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad Nacional de Australia en Canberra. La señora Bennett, estadounidense, llegó a la ANU procedente de California en 1989, firmó un contrato de dos años y ha trabajado allí desde entonces. Cuando la visité a finales de 2001, me entregó una piedra grande, pesada y discreta. Está compuesto de color blanco con finas rayas y una sustancia de color gris verdoso llamada piroxeno. La piedra procede de la isla groenlandesa de Achylia. En 1997 se descubrieron en esa isla rocas extremadamente antiguas. Estas rocas tienen 3.850 millones de años y son los sedimentos marinos más antiguos jamás descubiertos.
“No podemos decir con certeza si había microorganismos en algo que tenías en el pasado. Tienes que romperlo para descubrirlo”. Bennett me dijo: “Pero proviene de las mismas personas. quien desenterró la vida más antigua en el pasado. Una mina, por lo que probablemente haya vida en ella". No importa cuánto mires, no puedes encontrar fósiles microbianos reales. Por desgracia, cualquier criatura simple se quemaría en el proceso de convertir el lodo del océano en piedra. Si agrietamos una roca y la miramos de cerca con un microscopio, solo veremos las sustancias químicas que dejan los microorganismos: isótopos de carbono y un fosfato llamado apatita. Los dos en conjunto indican que alguna vez hubo un pequeño mundo de criaturas en esa roca. "En cuanto al aspecto de esas criaturas, sólo podemos suponerlo", dijo Bennett. "Esta puede ser la vida más básica, pero es vida después de todo. Ha vivido. Ha sido alimentada".
Finalmente, llega a nuestra generación.
Si uno se adentra en rocas muy antiguas, como sin duda hizo la Sra. Bennett, la Universidad Nacional de Australia siempre ha sido la primera opción. Esto se debió en gran parte a un hombre ingenioso llamado Bill Compton. Ahora está jubilado, pero en la década de 1970 construyó el primer "detector de microscopio de iones sensible de alta definición" del mundo, o más cariñosamente conocido como SHRIMP, por su acrónimo.
Este instrumento se utiliza para medir la tasa de desintegración del uranio en un mineral diminuto llamado circón. El circón, que se encuentra en la mayoría de las rocas excepto el basalto, tiene una vida muy larga y puede sobrevivir a cualquier proceso natural excepto la subducción. La mayor parte de la corteza terrestre ha regresado al interior de la Tierra en algún momento, pero ocasionalmente (como en Australia Occidental y Groenlandia) los geólogos encuentran rocas que han permanecido en la superficie. Los instrumentos de Compson pueden fechar estas rocas con una precisión incomparable. Las muestras de "camarones" fueron moldeadas en el taller del Departamento de Ciencias de la Tierra. Parece estar ensamblado a partir de piezas para ahorrar dinero, pero el efecto sigue siendo muy bueno. La primera prueba formal, en 1982, determinó la edad de la roca más antigua jamás encontrada en Australia Occidental, que resultó tener 4.300 millones de años.
“Usar tecnología completamente nueva para encontrar algo tan importante en tan poco tiempo”, me dijo Bennett, “causó sensación”.
Me llevó al pasillo para echar un vistazo. Modelo actual: "Xiaomi 2". Es un instrumento grande y pesado de acero inoxidable, de unos 3,5 metros de largo y 1,5 metros de alto, y tan sólido como una sonda de aguas profundas. Bob, de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, estaba sentado frente a la consola frontal, mirando un flujo de datos cambiantes en la pantalla. Me dijo que estaba allí desde las 4 de la mañana. Son sólo las nueve de la mañana y tiene que estar de guardia hasta el mediodía. "Xia Mi 2" se juega las 24 horas del día. Tantas rocas hasta ahora. Si le preguntas a dos geoquímicos cómo se hace este trabajo, te hablarán sobre la abundancia de isótopos, el grado de ionización, etc., lo cual suena lindo pero no es fácil de entender. Sin embargo, en términos simples, pueden determinar las pequeñas diferencias en el contenido de plomo y uranio en una muestra de circón bombardeando la muestra con una corriente de átomos cargados, lo que les permite determinar con precisión la edad de la roca. Bob me dijo que se necesitan unos 17 minutos para leer un dato de circón; para obtener datos confiables, hay que leer cada circón docenas de veces. De hecho, este proceso parece tener casi la misma carga de trabajo y entusiasmo que la descentralización, como ir a la lavandería. Sin embargo, Bob parecía feliz. De hecho, la gente de Nueva Zelanda parecía feliz.
El patio del Departamento de Ciencias de la Tierra es una mezcla extraña: en parte oficina, en parte laboratorio y en parte sala de instrumentos. “Todo se hacía aquí”, dijo. "Incluso tenemos nuestro propio soplador de vidrio, pero ya está jubilado. Pero todavía tenemos dos trabajadores fijos que golpean piedras." Ella notó una expresión de sorpresa en mi cara. "Tenemos muchas rocas que golpear. Hay que hacer una preparación muy cuidadosa para asegurarse de que esas rocas no estén contaminadas por muestras anteriores: no tienen polvo y están limpias. Es un proceso muy riguroso", dijo. Dije que miré algunas trituradoras de piedra. Las máquinas estaban realmente limpias, aunque los dos trabajadores de la grava obviamente se habían ido a tomar un café. Al lado de la trituradora de grava hay varias cajas grandes que contienen piedras de diversas formas y tamaños. La ANU realmente está lidiando con muchas piedras.
Cuando regresamos a la oficina de Bennett después de la transferencia, noté un cartel colgado en su pared que mostraba la rica imaginación del artista de hace 3.500 millones de años. En ese momento, la vida apenas comenzaba. Esa era antigua se conoce en las ciencias de la tierra como la Era Arcaica. La pintura muestra una escena extraña, un enorme volcán activo, un cielo rojo deslumbrante y un mar de bronce humeante debajo. Las sombras en primer plano están llenas de rocas alojadas en bacterias llamadas estromatolitos. No parece un lugar donde se pueda esperar que nazca y se forme vida. Le pregunté si la pintura era exacta.
“Bueno, una escuela de pensamiento piensa que en realidad hacía más frío en aquel entonces porque el sol era mucho más débil (más tarde me dijeron que los biólogos se refieren en broma a esta opinión como “el problema de los restaurantes de China”—— Porque nosotros. tienen un sol tenue. No hay atmósfera, e incluso si el sol es débil, los rayos ultravioleta romperán cualquier enlace molecular desde el principio. "Sin embargo", tocó el estromatolito, "la vida está casi en la superficie". un misterio.”
“Entonces, ¿realmente no sabemos cómo era el mundo en ese momento?”
” Ella pensó por un momento y estuvo de acuerdo.
"De todos modos, no parece ser bueno para la vida."
Ella asintió amablemente: "Pero debe haber algo adecuado para la vida, de lo contrario no vendríamos a este mundo. ”
Ese tipo de entorno definitivamente no es adecuado para nosotros.
Si salieras de la máquina del tiempo y entraras en ese antiguo mundo Arcaico, inmediatamente retrocederías porque no había aire para respirar en la Tierra en ese momento, tal como lo hay en Marte hoy. Además, los gases tóxicos emitidos por el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico están en todas partes de la tierra, y son tan fuertes que pueden corroer la ropa y provocar ampollas en la piel. No habría paisajes limpios y brillantes en la Tierra como los que aparecen en los carteles de la oficina de Victoria Bennett. La atmósfera estaba tan llena de sustancias químicas turbias que la luz del sol apenas podía llegar al suelo. Con los relámpagos brillantes que a menudo pasan a tu lado, solo puedes ver una cantidad limitada en un corto período de tiempo. Después de todo, esta es la Tierra, pero no la consideramos nuestra.
En el mundo antiguo no existía ningún aniversario de boda. Durante 2 mil millones de años, las bacterias fueron la única forma de vida. Viven, se reproducen, su número aumenta, pero no muestran ninguna tendencia particular a evolucionar hacia otro nivel de supervivencia más desafiante. En algún momento durante los primeros 100 millones de años de vida, las cianobacterias, o algas verdiazules, aprendieron a aprovechar la abundancia de recursos disponibles, especialmente el abundante hidrógeno en el agua. Absorbieron moléculas de agua, comieron hidrógeno y expulsaron oxígeno y, en el proceso, inventaron la fotosíntesis. Como señalan Margaret y Sagan, “la fotosíntesis es sin duda la forma más importante de metabolismo creada en la historia de la vida en este planeta”; la fotosíntesis fue inventada por las bacterias, no por las plantas.
A medida que las cianobacterias proliferaban y el mundo comenzaba a inundarse de O2, fue una gran sorpresa descubrir que el oxígeno era un microorganismo venenoso, y que ese microorganismo estaba en todas partes en ese momento. En un mundo anaeróbico (o libre de oxígeno), el oxígeno es extremadamente tóxico. Nuestros glóbulos blancos en realidad usan oxígeno para matar bacterias invasoras. A menudo nos sorprende escuchar que el oxígeno es fundamentalmente venenoso porque a muchas personas les resulta cómodo respirar, pero eso es sólo porque hemos evolucionado para usarlo. Como ocurre con otras cosas, es algo terrible. Puede dañar la mantequilla y oxidar el hierro. Incluso nuestra tolerancia al oxígeno es limitada. La concentración de oxígeno en nuestras células es sólo una décima parte de la de la atmósfera.
Las nuevas bacterias que pueden utilizar oxígeno tienen dos ventajas. El oxígeno aumenta la eficiencia con la que se produce energía y destruye los microorganismos competidores. Algunos se retiraron a pantanos fangosos anaeróbicos y mundos con fondo de lagos; otros hicieron lo mismo, pero más tarde (mucho más tarde) se trasladaron con la digestión a lugares como tú y como yo. Muchas de estas entidades primitivas viven en tu cuerpo en este momento, ayudando a digerir los alimentos, pero odian incluso un poco de O2. Muchas otras bacterias no pudieron adaptarse y finalmente murieron.
Las cianobacterias escaparon con éxito. Inicialmente, el oxígeno adicional que produjeron no se acumuló en la atmósfera, sino que se combinó con el hierro para formar óxido de hierro, que se hundió hasta el fondo marino original. A lo largo de millones de años, el mundo literalmente se oxidó, un fenómeno vívidamente documentado por las franjas de mineral de hierro que abastecen gran parte del mundo hoy. Durante decenas de millones de años no pasó nada más. Si nos remontamos al mundo Proterozoico temprano, no encontraremos muchas señales muy prometedoras para el futuro de la vida en la Tierra. Tal vez encuentres una fina capa de escoria viva aquí y allá en un estanque escondido, o veas una capa brillante de color verde y marrón en las rocas junto al mar, pero por lo demás, todavía no hay rastro de vida.
Hace unos 3.500 millones de años, sin embargo, algo más fuerte se hizo evidente. Mientras el agua sea poco profunda, comienzan a aparecer estructuras visibles. A medida que las cianobacterias completan sus procesos químicos habituales, empiezan a volverse un poco pegajosas. Esta pegajosidad se adhiere a pequeños granos de polvo y arena, y juntos forman una estructura sólida un tanto extraña: estromatolitos en aguas poco profundas, como los de los cuadros colgados en las paredes de la oficina de Victoria Bennett. Los estromatolitos vienen en todas las formas y tamaños. A veces los estromatolitos parecen una coliflor gigante, a veces parecen una estera peluda (estromatolitos significa estera en griego), a veces los estromatolitos tienen forma cilíndrica y se extienden decenas de metros fuera del agua... —Ocasionalmente hasta 100 metros. En todas sus manifestaciones, los estromatolitos son rocas vivas. Stacked Rocks representa el primer proyecto colaborativo del mundo. Algunas especies de organismos primitivos viven en la superficie, mientras que otras viven bajo tierra. Una parte se aprovecha de las condiciones creadas por la otra parte. El mundo tiene su primer ecosistema.
Durante años, los científicos han aprendido sobre los estromatolitos a partir de sus estructuras fósiles. En 1961, sin embargo, se sorprendieron cuando descubrieron una sociedad viva de estromatolitos en Shack Bay, en el extremo noroeste de la costa de Australia.
Fue completamente inesperado, tan inesperado que a los científicos les llevó varios años darse cuenta de lo que habían descubierto. Hoy, sin embargo, Shaker Bay se ha convertido en una especie de atracción turística, al menos del tipo que podría llegar a ser un lugar no relacionado. Un paseo marítimo se extiende hacia la bahía, lo que permite a los visitantes caminar sobre el agua, observar bien los estromatolitos y respirar tranquilamente bajo el agua. Los estromatolitos son opacos, grises y parecen un montón de estiércol de vaca. Sin embargo, observar las criaturas que quedaron en la Tierra hace 3.500 millones de años, fue un momento deslumbrante. Como dijo Richard Ford: "Este es verdaderamente un viaje a través del tiempo. Si el mundo estuviera en sintonía con sus verdaderas maravillas, esta escena sería tan famosa como las Pirámides de Giza. Nunca lo adivinarías, pero estas profundas coloreadas". Las rocas están llenas de vida. Se estima (bueno, obviamente una estimación) que hay 3.600 millones de microorganismos viviendo en cada metro cuadrado de roca. Si miras de cerca, a veces puedes ver una serie de pequeñas burbujas que emergen del agua. Son ellos liberando oxígeno. En el transcurso de 2 mil millones de años, este pequeño esfuerzo aumentó el contenido de oxígeno en la atmósfera de la Tierra al 20%, allanando el camino para el siguiente capítulo más complejo de la historia de la vida.
Se cree que los estromatolitos de Shaker Bay pueden ser los organismos de evolución más lenta de la Tierra, y deben estar entre las criaturas vivientes más raras de la actualidad. Habiendo creado las condiciones para formas de vida más complejas, fueron desplazadas en casi todas partes por otras criaturas cuya sola presencia las hizo posibles. Existen en Shaker Bay porque el agua allí es demasiado salada para las criaturas que normalmente los comen. )
¿Por qué la vida tarda tanto en complicarse? Una razón es que el mundo tuvo que esperar hasta que organismos simples llenaran la atmósfera con suficiente oxígeno. "Las criaturas no hacen todo lo posible para hacer el trabajo", dijo Forte. Fueron necesarios unos 2 mil millones de años, o alrededor del 40% de la historia de la Tierra, antes de que la concentración de oxígeno en la atmósfera alcanzara su nivel actual. Sin embargo, una vez que las condiciones fueron las adecuadas, aparentemente de repente, surgió una célula completamente nueva: una que contenía un núcleo y varias otras partes llamadas colectivamente "orgánulos" (del griego "pequeños artilugios"). Se cree que el proceso comenzó con una bacteria descuidada o aventurera. Es invadido o capturado por otras bacterias. El resultado fue satisfactorio para ambas partes. Se cree que las bacterias atrapadas se han convertido en mitocondrias. Este tipo de partícula lineal