Nuevo estudio: el hierro, único metal de transición en los océanos primordiales de la Tierra

MadridInvestigación reciente revela que el hierro fue el primer y único metal de transición usado por la vida temprana en los antiguos océanos de la Tierra. Científicos de la Universidad de Michigan, Instituto de Tecnología de California y la Universidad de California en Los Ángeles estudiaron el papel del hierro en los procesos biológicos iniciales. Descubrieron que la abundante cantidad de hierro en los océanos antiguos sin oxígeno dificultaba que la vida primitiva utilizara otros metales de transición.

Los océanos durante el Eón Arcaico, que se extendió desde hace aproximadamente 4 mil millones hasta hace 2.5 mil millones de años, contenían grandes cantidades de un tipo de hierro llamado Fe(II), que podía disolverse en agua. Sin embargo, alrededor de hace 2.5 mil millones de años, ocurrió un importante evento conocido como el Gran Evento de Oxigenación. Este fenómeno permitió que la fotosíntesis productora de oxígeno cambiara la química del océano, transformando el Fe(II) en Fe(III). Como resultado, el hierro se volvió insoluble y menos accesible para su uso biológico.

Los puntos principales de este estudio son:

• El hierro fue el metal más abundante y accesible en los océanos primitivos de la Tierra.
• El Gran Evento de Oxidación redujo la cantidad de hierro disponible y aumentó la disponibilidad de otros metales.
• La vida inicialmente dependía casi exclusivamente del hierro para funciones biológicas.
• Tras la oxidación, la vida se adaptó a utilizar otros metales para diversas funciones.

Esta investigación sugiere que las moléculas de la vida temprana tenían pocas opciones y a menudo utilizaban hierro para funciones que actualmente realizan otros metales como el zinc, el níquel y el manganeso. Por ejemplo, mientras que los enzimas modernos principalmente usan zinc, los datos muestran que los enzimas antiguos podrían haber usado hierro con la misma eficacia. Es probable que el hierro fuera crucial durante el Eón Arcaico, ya que era abundante y versátil.

Los investigadores analizaron rocas y datos químicos para determinar la cantidad de metales en los océanos primitivos. Esto demuestra que los seres vivos pueden adaptarse a su entorno y sugiere que el uso de distintos metales, además del hierro, permitió a la vida evolucionar de nuevas formas.

Las propiedades únicas del hierro pueden haber acelerado la evolución temprana. Los investigadores descubrieron que el hierro podía desempeñar múltiples funciones en los procesos biológicos, posiblemente haciéndolos más rápidos. Esto podría explicar la rápida transición de microbios simples a formas de vida más complejas después del Gran Evento de Oxigenación.

El estudio también sugiere que la vida puede cambiar y adaptar su química. Las enzimas que hoy utilizan metales diferentes al hierro podrían haber desarrollado esta capacidad porque la vida tuvo que ajustarse a la escasez de hierro. A medida que obtener hierro se hizo más difícil, los organismos comenzaron a usar otros metales, lo que condujo a nuevas formas de procesar energía y a una mayor diversidad de formas de vida.

Este estudio transforma nuestra comprensión sobre la necesidad de metales en la vida temprana y demuestra la capacidad de los sistemas biológicos para adaptarse a cambios en la química del entorno. Aporta conocimientos sobre cómo los primeros organismos gestionaron sus entornos ricos en metales, lo que ha llevado a la diversidad de vida que observamos hoy en día.