Un mecanismo vital para la fotosÃntesis surgió antes de la oxigenación de la Tierra
Fuente: madri+dUn inesperado hallazgo revela que un proceso regulatorio que activa la fotosÃntesis en plantas al amanecer probablemente surgió en antiguos microbios hace 2.500 millones de años, mucho antes de que el oxÃgeno llegara a estar disponible para la vida de la Tierra.
Este sorprendente descubrimiento abre nuevas áreas a investigar en campos como la biologÃa evolutiva y la microbiologÃa. La investigación llevada a cabo por el equipo de Biswarup Mukhopadhyay, profesor de bioquÃmica en el Instituto Politécnico de Virginia (Virginia Tech) en Blacksburg, Estados Unidos, y Bob B. Buchanan, profesor emérito del departamento de biologÃa vegetal y microbiana de la Universidad de California en Berkeley, del mismo paÃs, se ha centrado en arqueas productoras de metano (metanógenas) que viven en zonas naturales carentes de oxÃgeno. El metano es el principal componente del gas natural, asà como un potente gas de efecto invernadero, por lo que esta lÃnea de investigación puede revelar datos de interés para campos cientÃficos muy diversos y del máximo interés practico en la actualidad.
Los microorganismos metanógenos desempeñan un papel fundamental en la naturaleza, sobre todo en el ciclo del carbono. Cuando las plantas mueren, parte de su biomasa queda atrapada en sitios que carecen de oxÃgeno, como por ejemplo el fondo de lagos. Los metanógenos son de importancia crÃtica en la generación de metano a partir de residuos biológicos. Otros organismos convierten metano en dióxido de carbono, el cual puede ser utilizado por las plantas.
Este proceso natural para la producción de metano constituye una base común para el tratamiento de residuos municipales e industriales. Es una forma beneficiosa de procesar residuos, ya que reduce la contaminación y produce metano que puede ser atrapado y usado como combustible. El mismo proceso permite la producción de gas natural a partir de residuos agrÃcolas, un recurso renovable.
Los microorganismos metanógenos también desempeñan un papel importante en la agricultura y la salud humana. Esos microbios viven en el sistema digestivo de animales bovinos y ovinos, donde facilitan la digestión de los alimentos que estas bestias comen. Hay proyectos en marcha destinados a intentar controlar del mejor modo posible para la industria cárnica a los metanógenos con el fin de que mejoren en los animales citados la utilización del alimento y se incremente la producción de carne y leche.
Los microorganismos metanógenos intervienen además en la nutrición humana. Los organismos de este tipo que viven en el intestino grueso, refuerzan allà la descomposición de la comida. Algunos cientÃficos creen que la restricción de la actividad de los metanógenos intestinales podrÃa ayudar a aliviar la obesidad.
Para su estudio, el equipo investigó un antiguo tipo de microorganismo metanógeno, el Methanocaldococcus jannaschii, que vive cerca de fumarolas hidrotermales del fondo del mar o lugares similares, donde las condiciones ambientales se parecen mucho a las que existÃan en la Tierra primitiva. Los investigadores encontraron que una proteÃna, la tiorredoxina, que ejerce un importante papel en la fotosÃntesis contemporánea, es también capaz de reparar muchas de las proteÃnas del organismo dañadas por el oxÃgeno.
Dado que los microorganismos metanógenos se desarrollaron antes de la aparición del oxÃgeno en la biosfera de la Tierra, esa doble utilidad de la tiorredoxina, asà como otros indicios, sugieren la posibilidad de que una regulación del metabolismo mediante la tiorredoxina pudo entrar en escena para ayudar a la vida anaeróbica mucho antes de la oxigenación de la biosfera.
En la investigación también han trabajado Dwi Susanti y Usha Loganathan del Virginia Tech, Mónica Balsera del Instituto de Recursos Naturales y AgrobiologÃa de Salamanca en España, Rebecca De Santis y Ruth Schmitz-Streit de la Universidad de Kiel en Alemania, William H. Vensel del Centro de Investigación Regional del Oeste en Albany, California, y Joshua Wong de la Universidad de California en Berkeley.