MADRID, 15 Mar. (EUROPA PRESS) -
La mayoría de las bacterias modernas descienden de antepasados que podían convertir la energía del sol para alimentarse hace más de 3.500 millones de años.
La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas, algas y cianobacterias utilizan la energía del sol para producir azúcar a partir de agua y dióxido de carbono, liberando oxígeno como producto de desecho. Sin embargo, algunos grupos de bacterias llevan a cabo una forma más simple de fotosíntesis que no produce oxígeno, que evolucionó antes.
Un nuevo estudio realizado por un investigador del Imperial College sugiere que esta forma más primitiva de la fotosíntesis evolucionó en bacterias mucho más antiguas de lo que los científicos habían imaginado, hace más de 3.500 millones de años.
La fotosíntesis sostiene la vida en la Tierra hoy en día por la liberación de oxígeno a la atmósfera y el suministro de energía para las cadenas alimentarias. El aumento de la fotosíntesis productora de oxígeno permitió la evolución de formas de vida complejas, como los animales y las plantas en tierra, hace alrededor de 2.400 millones de años.
Sin embargo, el primer tipo de fotosíntesis que evolucionó no producía oxígeno. Se sabe que evolucionó por primera vez hace alrededor de 3.500-3.800 millones de años, pero los científicos creen que uno de los grupos de bacterias vivas hoy en día sigue utilizando este fotosíntesis primaria.
Pero la nueva investigación revela que una de las más antiguas bacterias, que probablemente ya no existe hoy, fue en realidad el primer organismo en el que evolucionó la forma más simple de la fotosíntesis, y que esta bacteria era un antepasado de la mayoría de las bacterias vivas en la actualidad.
"La imagen que está empezando a surgir es que durante la primera mitad de la historia de la Tierra, la mayoría de las formas de vida eran probablemente capaces de realizar fotosíntesis", dijo el autor del estudio, Tanai Cardona, del Departamento de Ciencias de la Vida del Imperial College de Londres.
La forma más primitiva de la fotosíntesis se conoce como anoxigénica, que utiliza moléculas como el hidrógeno, sulfuro de hidrógeno, o hierro como combustible - en lugar de agua.
Tradicionalmente, los científicos habían asumido que uno de los grupos de bacterias que aún utilizan la fotosíntesis anoxigénica hoy perfeccionó esa capacidad y luego se la pasó a otras bacterias que utilizan la transferencia horizontal de genes --el proceso de la donación de un conjunto completo de genes--, en este caso, los necesarios para fotosíntesis, para organismos no relacionados.
Sin embargo, Cardona ha creado un árbol evolutivo para las bacterias mediante el análisis de la historia de una proteína esencial para la fotosíntesis anoxigénica. A través de esto, él fue capaz de descubrir un origen mucho más antiguo para la fotosíntesis.
En lugar de un grupo de bacterias en el evolucionó la capacidad y la transferencia a otros, el análisis de Cardona revela que la fotosíntesis anoxigénica evolucionó antes de que la mayoría de los grupos de bacterias vivas hoy se diversificase. Los resultados se publican en la revista PLoS ONE.
"Mi análisis ha demostrado que la fotosíntesis anoxigénica es anterior a la diversificación de las bacterias en los grupos modernos, por lo que todos ellos deberían haber sido capaces de hacerlo. De hecho, la evolución de la fotosíntesis con oxígeno probablemente llevó a la extinción de muchos grupos de bacterias con fotosíntesis primaria", explica.
Para encontrar el origen de la fotosíntesis anoxigénica, Cardona trazó la evolución de BCHF, una proteína que es clave en la biosíntesis de la bacterioclorofila a, el pigmento principal empleado en la fotosíntesis anoxigénica. La característica especial de esta proteína es que se encuentra exclusivamente en las bacterias fotosintéticas anoxigénicas, y sin ella la bacterioclorofila no se puede producir.
Mediante la comparación de secuencias de proteínas y la reconstrucción de un árbol evolutivo para BCHF, descubrió que se originó antes de la mayoría de grupos de bacterias descritas vivas hoy en día.
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