Rodolfo el Microbio Aeróbico

Enviado por Ben Stallings el Jue, 22/10/2020 - 17:52

Nota del autor: En general, se acepta que la razón por la que los microbios aeróbicos no estaban presentes para prevenir la Gran Oxidación es porque aún no habían evolucionado. Es muy conveniente que hayan evolucionado justo a tiempo para evitar que toda la vida en la tierra se extinga. Pero me puse a pensar, ¿y si hubieran evolucionado antes y simplemente no fueran invitados a la fiesta? Entonces la historia empieza a parecerme muy familiar ...


 

Life timeline from Wikipedia
Wikipedia: Life Timeline

Érase una vez, hace unos tres mil quinientos millones de años, no había vida en la superficie de la tierra. La razón fue que no había una capa de ozono para proteger la tierra de la luz ultravioleta del sol. Todos los días el sol brillaba con toda su fuerza y quemaba los microbios que se habían aventurado a salir a la superficie durante la noche. Así que los primeros seres vivos vivieron solo en el fondo del océano, donde los respiraderos volcánicos arrojaban todo tipo de sustancias químicas maravillosas para que los microbios se las comieran. No tenían nombres en ese momento, pero démosles nombres para esta historia basados en sus metabolismos, es decir, lo que comieron para obtener energía.

Estaba Vondarín, a quien le gustaba comer dióxido de carbono e hidrógeno y convertirlos en metano y agua, además de una pequeña explosión de energía. Danzarín y Chiqui obtuvieron su pequeña ráfaga de energía al convertir el sulfato en sulfuro de hidrógeno. Entiendes la idea. Esos tres iban juntos a todas partes y olían a huevos podridos a causa de todo el azufre que comían. También estaba Juguetón, que podía convertir nitrógeno e hidrógeno en amonio, además de una pequeña explosión de energía. También hubo muchos otros, pero no es necesario nombrarlos a todos.

Había un microbio llamado Rodolfo, y es cierto que era de color rojo, pero contrariamente a lo que se podría pensar, a ninguno de los otros microbios les importaba eso porque estaba oscuro en el fondo del océano. No, la razón por la que a los otros microbios no les agradaba Rodolfo era porque cada vez que tenían fiestas, él traía su comida favorita, e incluso el solo olor enfermaba a todos los demás. Nadie quería tener una conversación incómoda y decirle que dejara de llevar su comida favorita a las fiestas, así que tomaron el camino más fácil y dejaron de invitarlo a unirse a sus juegos de microbios. Pero esta no es la historia de Rudolph — todavía no.

Esta es la historia de Trueno y Relámpago, porque en este momento, hace tres mil quinientos millones de años, Trueno descubrió una forma de capturar la luz solar. Todavía no era clorofila, lo descubrió Relámpago más tarde, pero gracias al sulfuro de hidrógeno que habían producido Danzarín y Chiqui, Trueno podía aventurarse hacia la superficie del agua, captar un poco de luz solar y usar su energía para producir azúcar. Notarás que no hubo una explosión de energía. La energía se utilizó para hacer el azúcar. No había nada tan nuevo en esto; todos los microbios producían azúcar para almacenar energía hasta que la necesitaban más tarde. Pero había tanta luz solar en la superficie, Trueno tenía suficiente azúcar para dársela a todos sus amigos, ¡así que no tenían que traer su propia comida a la fiesta! Si alguna vez has estado en una fiesta donde no había suficiente comida, puedes entender por qué la primera fiesta con mucha azúcar para todos fue la mejor fiesta de todas. ¡Fue tan asombroso que duró mil millones de años!

Eso no es una exageración, la fiesta en realidad duró mil millones de años. Trueno y los otros microbios se reprodujeron como locos y cubrieron toda la superficie del océano, produciendo azúcar tan rápido como podían y comiéndoselo tan rápido. Microbios completamente nuevos como Cometa y Cupido evolucionaron solo para comer el exceso de azúcar y convertirlo en nuevos químicos como el alcohol, llevando la fiesta a un nivel completamente nuevo. Luego — con un retraso de moda de unos 700 millones de años — Relámpago llegó a la escena y las cosas se pusieron realmente locas.

Mira, mientras Trueno liberaba azufre junto con su oxígeno, Relámpago liberaba oxígeno. El oxígeno era tóxico para todos los demás en la fiesta: a Vondín, a Juguetón, a Trueno, a Cometa, a todos. Solo la propia Relámpago se resistía a las cosas. Pero al principio no fue un problema, porque el oxígeno flotó hasta la parte superior de la atmósfera, fue golpeado por la luz solar y se convirtió en ozono. La capa de ozono bloqueó la peor parte de la luz ultravioleta del sol, lo que hizo que sea seguro vivir en la superficie del océano por primera vez. Relámpago fue el microbio más popular de todos los tiempos: no solo hizo aún más azúcar para todos, ¡también hizo que fuera seguro para todos salir al sol!

Relámpago era tan popular y exitosa que comenzó a desplazar a Trueno. Cada vez más azúcar se producía con oxígeno como subproducto, y cada vez más oxígeno se vertía en la atmósfera. Afortunadamente, el océano tenía mucho hierro, y el hierro absorbió el oxígeno tan rápido como Relámpago y sus billones de billones de descendientes pudieron sacarlo. El óxido de hierro se hundió hasta el fondo del océano y colorea las rocas de rojo. Si alguna vez has visto rocas rojas o tierra de arcilla roja, esa es la basura que queda de los últimos 300 millones de años de la fiesta más larga de la historia.

Entonces, un día, hace dos mil quinientos millones de años, tal vez fue una Nochebuena brumosa; es difícil de decir, se acabó el hierro de los océanos. Sin nada que absorber el oxígeno, comenzó a acumularse en la atmósfera. Los microbios que estaban acostumbrados a vivir en la superficie tuvieron que hundirse un poco más para mantenerse a salvo. Pero Blitzen y sus trillones de trillones de descendientes todavía estaban burbujeando oxígeno, y también comenzó a acumularse en el agua. Me gustaría decir que los microbios simplemente se hundieron más profundamente en el océano para escapar del gas tóxico, pero la verdad es que trillones y trillones de ellos se estaban quemando por dentro y muriendo. Mientras tanto, el oxígeno había destruido la mayor parte del metano de la atmósfera. Sin su manto protector de metano, la tierra entró en una era de hielo tan severa que todos los océanos se congelaron con hielo y ¡todo el planeta se convirtió en una bola de nieve durante más de 300 millones de años! La fiesta terminó a lo grande y fue la primera extinción masiva de la historia.

Mientras tanto, de regreso al fondo del océano, Rodolfo estaba enfurruñado. Nadie lo había invitado a la fiesta. ¿Puedes imaginar? Una fiesta de mil millones de años, y nadie lo invitó, y todo porque a nadie más le gustaba el oxígeno que le gustaba comer. ¡Vaya, aquí había algo de oxígeno ahora! ¿Y un poco de azúcar también? No importa si lo hago, pensó Rodolfo. Combinó el azúcar con el oxígeno y ¡bam! ¡Qué explosión de energía fue esa! Rodolfo flotó hacia arriba y encontró más oxígeno y azúcar. ¡Bam! ¡Qué patada! Impulsado por el poder de esta nueva reacción, se reprodujo unos trillones de veces y encontró una grieta en el hielo en la superficie del océano, donde su color rojo brilló a la luz del sol por primera vez. Él y su descendencia aeróbica gradualmente hicieron que el agua fuera segura para todos los microbios anaeróbicos, y en el proceso liberaron tanto dióxido de carbono que trajeron de vuelta el efecto invernadero y derritieron la bola de nieve.

Endosymbiosis
Diagram of endosymbiosis by Kelvinsong, Wikimedia Commons

¡Entonces cómo lo amaban los microbios! Le dijeron que pasaría a la historia y todo eso. Algunos de ellos estaban tan entusiasmados que le dieron a él y a su descendencia un gran abrazo y metieron a Rodolfo en sus cuerpos, donde los microbios aeróbicos se convirtieron en mitocondrias. Hasta el día de hoy, cada célula humana, cada célula animal, cada célula planta y fúngica tiene mitocondrias en su interior, y todavía son de color rojo, y todavía tienen ADN microbiano, no ADN humano, animal o vegetal. Tus mitocondrias no eres tú, ¡son Rodolfo!

Algunos de estos nuevos eucariotas también encontraron en sus núcleos perdonar a Relámpago por casi destruir el mundo, y también le dieron un gran abrazo, y ella y su descendencia se convirtieron en cloroplastos. Los pequeños puntos verdes dentro de las células vegetales que permiten que las plantas verdes produzcan azúcar a partir de la luz del sol no tienen ADN vegetal, tienen ADN microbiano que se remonta a Relámpago.

Pero Relámpago todavía está por aquí; a su descendencia la llamamos cianobacterias, y son las criaturas más diversas y exitosas de la Tierra, y hasta el día de hoy todavía producen alrededor del 25% de todo el oxígeno que respiramos. La descendencia de Rodolfo todavía está limpiando el desorden hoy; son los microbios aeróbicos que convierten los desechos de nuestro jardín en abono y digieren nuestras aguas residuales en las plantas de tratamiento. Los microbios anaeróbicos Vondín, Danzarín y Chiqui todavía existen: cada vez que su gas huele a huevos podridos, sabe que están haciendo una fiesta en sus entrañas y lo están ayudando a digerir su comida. Y si ves un estanque estancado que se ha vuelto púrpura, ¡sabes que Trueno está limpiando después de esos tres!

Cometa y Cupido son muy importantes para nuestra digestión, conservación de alimentos y para mantener a raya a los otros microbios, y Vixen aún convierte el nitrógeno del aire en amonio, que ayuda a las plantas a crecer. Pero estos tres todavía no pueden manejar el oxígeno, por lo que en el suelo, ellos y los otros microbios anaeróbicos solo pueden hacer su trabajo crucial donde los hongos (que mantienen unidas las migajas de tierra) no son molestados.

Cómo las plantas, los hongos y las bacterias llegaron a vivir en la tierra y trabajar juntos para hacer suelo es otra historia.


Notas para los quisquillosos

  • A lo largo de esta historia, uso la palabra "microbio" para cubrir las bacterias y las arqueas, porque la distinción entre las dos no es importante para la historia.
  • El oxígeno molecular no es algo que sale de los respiraderos volcánicos, por lo que lo que llamo la comida favorita de Rodolfo habría sido el desperdicio de otros microbios, lo que podría explicar por qué el olor los enfermó.
  • El intercambio de azúcar entre los microbios no fue tan pacífico y amistoso como he dicho, pero tampoco fue violento: ¡los primeros depredadores aún no habían evolucionado! En aquel entonces, los microbios fueron asesinados principalmente por virus o por causas naturales, y luego otros microbios se comieron sus restos.
  • De manera similar, la absorción de microbios aeróbicos (Rodolfo) y cianobacterias (Relámpago) en los orgánulos de eucariotas puede no haber sido consensuada. Es difícil decir de quién fue la idea, pero es seguro decir que resultó ser una de las asociaciones más exitosas de la historia.