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El amonio fertilizó la vida temprana en la Tierra: estudio


Un equipo de científicos internacionales, incluidos investigadores de la Universidad de St. Andrews, la Universidad de Syracuse y Royal Holloway, de la Universidad de Londres, han demostrado una nueva fuente de alimentos para la vida temprana en el planeta.


por la Universidad de Syracuse


La vida en la Tierra se basa en la disponibilidad de elementos críticos como el nitrógeno y el fósforo. Estos elementos nutrientes son omnipresentes para toda la vida, ya que son necesarios para la formación del ADN, los planos de la vida y las proteínas, la maquinaria. Originalmente, se obtienen de las rocas y la atmósfera, por lo que su disponibilidad para la vida ha fluctuado junto con cambios significativos en la química de los ambientes de la superficie de la Tierra a lo largo del tiempo geológico.

La investigación, publicada en Nature Geoscience , revela cómo el suministro de estos elementos impactó directamente el crecimiento de la atmósfera rica en oxígeno de la Tierra y fue clave para la evolución de la vida temprana en la Tierra.

El cambio más dramático en la historia de la Tierra siguió a la evolución de la fotosíntesis oxigénica, que transformó fundamentalmente el planeta al proporcionar una fuente de carbono a la biosfera y una fuente de oxígeno a la atmósfera, la última que culminó en el Gran Evento de la Oxidación (GOE) unos 2.3. Hace mil millones de años.

A pesar de la importancia crítica de los nutrientes para la vida, la disponibilidad de nitrógeno y fósforo en los océanos pre-GOE no se conoce bien, en particular, cómo el suministro de estos elementos condujo y / o respondió a la oxigenación planetaria.

Utilizando muestras de rocas excepcionalmente bien conservadas que se han asociado con evidencias tempranas de la fotosíntesis con oxígeno hace 2.700 millones de años, el equipo de investigadores examinó el ciclo de nitrógeno temprano de la Tierra para descifrar las retroalimentaciones asociadas con las etapas iniciales de la oxigenación planetaria.

«Existe una pequeña roca preciosa disponible a partir de este intervalo de tiempo que es adecuada para el tipo de análisis que realizamos. La mayoría de las rocas que tienen esta antigüedad se han deformado y calentado durante 2,7 mil millones de años de actividad de la tectónica de placas, lo que hace que las señales originales de vida se pierdan. «dice Christopher Junium, profesor asociado de ciencias de la tierra en la Facultad de Artes y Ciencias.

Las muestras de roca mostraron la primera evidencia directa de la acumulación de una gran cantidad de amonio en los océanos pre-GOE. Este amonio habría proporcionado una amplia fuente de nitrógeno para alimentar la biosfera temprana y la producción de oxígeno asociada.

El líder del equipo de investigación Aubrey Zerkle, lector de la Escuela de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente de la Universidad de St Andrews, dice: «Hoy pensamos en el amonio como el olor desagradable de nuestros productos de limpieza, pero habría servido como todo» «Puede comer buffet para los primeros organismos generadores de oxígeno, una mejora significativa en los desechos del basurero en los que se basaron anteriormente en la historia de la Tierra».

Además de ayudar a los científicos a comprender mejor el papel del ciclo del nitrógeno en la oxigenación global, los nuevos hallazgos también proporcionan un contexto para otras retroalimentaciones de nutrientes durante la evolución planetaria temprana.

«Es cada vez más claro que el juego de la limitación de nutrientes se ha desplazado a lo largo de la historia de la Tierra a medida que la vida ha evolucionado y las condiciones han cambiado», dice Junium.

Sorprendentemente, la evidencia de una significativa oxigenación atmosférica no aparece hasta 400 millones de años después, lo que significa que algún otro nutriente, como el fósforo, debe haber sido importante para establecer el ritmo evolutivo.


Más información: J. Yang et al, Disponibilidad de amonio en el ciclo del nitrógeno de los arcos tardíos, Nature Geoscience (2019). DOI: 10.1038 / s41561-019-0371-1Información de la revista: Nature GeoscienceProporcionado por la Universidad de Syracuse


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