Un estudio revela condiciones más hostiles en la Tierra a medida que evolucionó la vida

Durante largas porciones de los últimos 2.400 millones de años, la Tierra pudo haber sido más inhóspita para la vida de lo que los científicos pensaban anteriormente, según nuevas simulaciones por computadora.

Utilizando un modelo climático de última generación, los investigadores ahora creen que el nivel de radiación ultravioleta (UV) que llega a la superficie de la Tierra podría haber sido subestimado, con niveles de UV hasta diez veces más altos.

La radiación ultravioleta es emitida por el sol y puede dañar y destruir moléculas biológicamente importantes como las proteínas.

Los últimos 2.400 millones de años representan un capítulo importante en el desarrollo de la biosfera. Los niveles de oxígeno aumentaron de casi cero a cantidades significativas en la atmósfera, con concentraciones fluctuantes pero que finalmente alcanzaron las concentraciones modernas hace aproximadamente 400 millones de años.

Durante este tiempo, organismos y animales multicelulares más complejos comenzaron a colonizar la tierra.

Gregory Cooke, un Ph.D. El investigador de la Universidad de Leeds que dirigió el estudio, dijo que los hallazgos plantean nuevas preguntas sobre el impacto evolutivo de la radiación ultravioleta, ya que se sabe que muchas formas de vida se ven afectadas negativamente por dosis intensas de radiación ultravioleta.

Dijo: «Sabemos que la radiación ultravioleta puede tener efectos desastrosos si la vida se expone demasiado. Por ejemplo, puede causar cáncer de piel en los seres humanos. Algunos organismos tienen mecanismos de defensa eficaces y muchos pueden reparar algunos de los daños que causa la radiación ultravioleta». .

«Si bien cantidades elevadas de radiación ultravioleta no evitarían el surgimiento o la evolución de la vida, podría haber actuado como una presión de selección, y los organismos más capaces de hacer frente a mayores cantidades de radiación ultravioleta recibieron una ventaja».

La investigación «Una estimación más baja revisada de las columnas de ozono durante la historia oxigenada de la Tierra» se publica hoy en la revista científica Ciencia Abierta de la Royal Society.

Un esquema aproximado de oxígeno (O₂) las concentraciones en la atmósfera terrestre a lo largo del tiempo se ilustran en esta figura. Los bloques marrones muestran el rango estimado para O₂ en términos de su nivel atmosférico actual (que es del 21% en volumen). Las líneas gris azuladas indicaron varios eventos importantes para la evolución de la vida, incluida la aparición de eucariotas y animales. Las flechas negras se refieren a eventos importantes en los que cambió la concentración de oxígeno atmosférico. El Arcaico, el Proterozoico y el Fanerozoico son eones geológicos. GOE = gran evento de oxidación; NOE = evento de oxidación neoproterozoica; CE = Explosión Cámbrica; LE = Excursión a Lomagundi. Crédito: Por favor, crédito: Gregory Cooke / Ciencia Abierta de la Royal Society

La cantidad de radiación ultravioleta que llega a la Tierra está limitada por el ozono en la atmósfera, descrito por los investigadores como «… una de las moléculas más importantes para la vida» debido a su papel en la absorción de la radiación ultravioleta cuando pasa a la atmósfera terrestre. .

El ozono se forma como resultado de la luz solar y reacciones químicas, y su concentración depende del nivel de oxígeno en la atmósfera.

Durante los últimos 40 años, los científicos han creído que la capa de ozono era capaz de proteger la vida de la dañina radiación ultravioleta cuando el nivel de oxígeno en la atmósfera alcanzaba aproximadamente el uno por ciento en relación con el nivel atmosférico actual.

El nuevo modelo desafía esa suposición. Sugiere que el nivel de oxígeno necesario puede haber sido mucho más alto, quizás del 5% al ​​10% de los niveles atmosféricos actuales.

Como resultado, hubo períodos en los que los niveles de radiación ultravioleta en la superficie de la Tierra eran mucho mayores, y este podría haber sido el caso durante la mayor parte de la historia de la Tierra.

Cooke dijo: «Si nuestro modelo es indicativo de escenarios atmosféricos durante la historia oxigenada de la Tierra, entonces durante más de mil millones de años la Tierra podría haber estado bañada por radiación ultravioleta que era mucho más intensa de lo que se creía anteriormente.

«Esto puede haber tenido consecuencias fascinantes para la evolución de la vida. No se sabe con precisión cuándo emergieron los animales, o qué condiciones encontraron en los océanos o en la tierra. Sin embargo, dependiendo de las concentraciones de oxígeno, los animales y las plantas podrían haber enfrentado condiciones mucho más duras que las actuales. mundo. Esperamos que en el futuro se pueda explorar el impacto evolutivo completo de nuestros resultados «.

Los resultados también conducirán a nuevas predicciones para las atmósferas de exoplanetas. Los exoplanetas son planetas que orbitan otras estrellas. La presencia de ciertos gases, incluidos el oxígeno y el ozono, puede indicar la posibilidad de vida extraterrestre, y los resultados de este estudio ayudarán a la comprensión científica de las condiciones de la superficie en otros mundos.