La Biosfera, El proceso de la Vida y Las bacterias (2ª Parte)

La gran era Bacteriana

Estas primeras bacterias o móneras crecieron y se multiplicaron por todo el océano. Cuantas más había más modificaban la química de La Tierra, obtenían su energía mediante un proceso que implicaba la ruptura de las moléculas alimenticias proceso que se denominaba fermentación. (Son las bacterias que utilizamos hoy en día para hacer queso, yogur, vino y pan). Las llamaremos productoras de burbujas, puesto que generan burbujas que generan los gases de desecho. Después aprendieron a almacenar este material ATP para usarlo cuando necesitasen energía. Aprendieron a reproducirse bien por

mitosis (dividiéndose en dos) o por esporas (pequeños brotes de sí mismas).

Con el paso del tiempo las móneras construyeron nuevas clases de proteínas y nuevas enzimas Luego agotaron sus provisiones prefabricadas y algunas aprendieron a utilizar los residuos ácidos y alcohólicos de otras y desarrollaron ciclos eficientes para la utilización de los residuos mutuos como alimento. Algunas aprendieron a utilizar el nitrógeno atmosférico, pero de nuevo se generó una crisis cuando disminuyeron las fuentes de alimentación, había carbono y nitrógeno pero en otras formas que no eran capaces de atrapar y además había disminuido la densidad atmosférica y empezaba a llegar la luz.

Las móneras productoras de burbujas fueron capaces de capturar la luz del sol y transformarla en energía gracias a ciertos compuestos químicos sensibles a la luz (como las porfirinas que le dan el color rojo a nuestra sangre y la clorofila que le da el color verde a las plantas).A estas bacterias se les llamó verdeazuladas. Su estilo de vida resultó todo un éxito y prosperaron. Había un problema tanto las productoras de burbujas como las verdeazuladas producían un gas tóxico gaseoso: el oxígeno.

El oxígeno destruye las moléculas gigantes de los seres vivientes, quemándolas, transforma los metales en herrumbre y hace que se produzcan fuegos, así pues se produjeron problemas. Por cada molécula de azúcar que se fabricaba se producían 6 de oxígeno. El dióxido de carbono se disuelve en el mar, de ahí lo toman las bacterias forman el azúcar y devuelven el oxígeno que asciende a la atmósfera, también bombeaban nitrógeno obteniéndolo del fondo del mar después de retener el que necesitaban. La Tierra estaba dando a Luz su propia y especial atmósfera.

Pero nuestra biosfera ha podido subsistir tanto gracias al oxígeno atmosférico que impide que  se escape el hidrógeno al que captura para formar agua. Además permitió que la mayor parte de los meteoritos que caían a la tierra ardiesen consumiéndose por completo, volviéndose la vida en la Tierra mucho más segura. Parte de la vida sucumbió por culpa del oxigeno, algunos tipos de productoras de burbujas se pusieron a salvo encerrándose en el fango, sus descendientes viven hoy en el estómago de las vacas, ayudando a digerir el alimento, otras sobreviven junto a algunas raíces de plantas a las que ayudan a fijar el nitrógeno del suelo, pero la mayoría no sobrevivió. Algunas aprendieron a protegerse del sol fabricando pantallas ultravioletas, otras se agruparon en colonias en las que las de la superficie morían para que otras sobreviviesen (grupos cooperativos).

Hoy pueden verse ciertas colonias bacterianas como una espuma marrón verdosa sobre las paredes húmedas o la tierra fangosa, cerca del mar formando estromatolitos.

Durante casi dos mil millones de años, casi la mitad de la vida de la Tierra, las fabricantes de oxígeno verdeazuladas resultaron ser las criaturas más prosperas. Se propagaron por las aguas y el fango para hacer otro gran descubrimiento aprendieron a utilizar el oxígeno residual que habían creado para quemar las moléculas de alimento y producir energía. Este proceso es el más eficiente: La respiración. A estas bacterias les llamaremos respiradoras.

Desde entonces la evolución sólo es cuestión de recombinar no sólo los mismos átomos, sino también las mismas moléculas y procesos vitales en una infinita variedad de patrones nuevos que dan origen a otras tantas criaturas. Para ello algunas se especializaron y agrupándose cooperativamente formando organismos pluricelulares, fueron capaces de adaptarse a los cambios que se producían tanto de las condiciones geológicas como las que ellas mismas originaban. Se establece un equilibrio entre la interdependencia y la autonomía: entre la cooperación y la competencia.

Lyn Margulis (microbióloga) demostró que las porciones celulares productoras de energía son descendientes de las antiguas bacterias respiradoras que llegaron a vivir dentro de las células procariotas más grandes y que cooperaron para construir las primeras células eucariotas, las protistas o “primeras constructoras” de todos los reinos de la vida, a excepción de las moneras que las habían construido a ellas.

Hay respiradoras que se introducen dentro de huéspedes protistas las cuales aprenden a tolerar a sus invasoras y luego a cooperar con ellas para dar lugar a una nueva clase de criatura: Las Mitocondrias. Sin las mitocondrias no podríamos mover un dedo, nos mantienen vivos. ¿o somos nosotros los que trabajamos para ellas? Quizás seamos taxis gigantes que las mitocondrias construyen para viajar por ahí de forma segura y confortable. Han hecho un buen trabajo al diseminarse por todo el planeta.

Las Mitocondrias constituyen la mayor parte de nuestro peso y el de cualquier ser vivo. Mitocondrias, cloroplastos y moneras (que viven libres), en definitiva las bacterias constituyen con mucho las criaturas más numerosas e importantes de GAIA.

El proceso geológico del ciclo del carbono

Todo comienza en la alborada cuando las plantas iniciaron su labor fotosintetizadora, absorben de su entorno el Dióxido de Carbono, Nitrógeno, agua y minerales que en presencia de luz solar separan en una serie de compuestos simples (tales como Carbono, Nitrógeno e Hidrogeno) para recombinar en otros compuestos de mayor complejidad como lo es la Glucosa, entre otros, desechando el Oxígeno como residuo del proceso; la planta sintetiza así los compuestos que requiere para vivir crecer y multiplicarse, es decir el Carbono y Nitrógeno que existían diluidos en el agua o en el aire ahora son parte de las plantas.

Bien sea el destino que tienen deparadas las plantas de nuestra historia: unas quedan sepultadas en avalanchas, otras son pasto de los herbívoros que al comerlas, parte de ellas se incorporan al suelo en las heces del animal, la otra parte asimilada en el proceso de digestión pasó a una cadena alimenticia, que junto a las otras excretas y cuerpos de los animales involucrados en dicha cadena, de todos modos terminan en el suelo. 

Solo una muy pequeña parte de los compuestos carbonados retorna a la atmósfera por los incendios y procesos metabólicos (respiración y/o digestión) de todo ser viviente en el ciclo que de todos modos y maneras terminan en forma de Materia Orgánica que vuelve negra a la tierra, es humus, o como quieras llamarle. El caso es que el Carbono y Nitrógeno que estaba en la atmósfera se va precipitando para incorporarse al suelo donde se infiltra y queda profundamente sepultado por los sucesivos estratos de las eras, en yacimientos de carbón petróleo y gas. Claro que una atmósfera cada vez más rica en Oxígeno y pobre en Carbono y Nitrógeno se convierte en menos densa, menos opaca y menos caliente (Justo como la tenemos en la Tierra hoy en día). 

Aunque la actividad respiratoria y volcánica continúa (cada vez en menor la proporción volcánica por enfriamiento ígneo del planeta), la actividad fotosintetizadora de millones de años continua absorbiendo de la atmósfera millones de toneladas de estos elementos (Carbono y Nitrógeno), para dejarlos sepultados en la corteza terrestre después de pasar por el ciclo de la vida. Llega el momento en que la atmósfera tenga tan poco Carbono como para sustentar la vida vegetal y, lo mas seguro, su nitidez y baja densidad de sus gases componentes hace que esta no sea capaz de retener un alto porcentaje del calor de los rayos solares aunado a ello el efecto calcinante de los mismos en la superficie. El planeta termina con una atmósfera tenue, extremadamente oxidante y muy reflexiva (escaso o inexistente efecto invernadero), una Biosfera donde el agua y la mayor parte del CO2 termina congelado, la vida del planeta termina (al menos en su parte externa), y por efecto de la erosión todo el material orgánico de la superficie termina enterrado, dejando el terreno desnudo a la intemperie de la atmósfera oxidante, ¿Que podríamos obtener de ello? un planeta congelado, sin vida, con una enrojecida oxidada superficie con la resultante fijación del Oxígeno atmosférico en su suelo. Un momento, esta es la descripción de Marte, es gélido, sin vida, su suelo oxidado y tenue atmósfera.

La evolución de la biosfera:

 "La vida, tal y como la conocemos, es un fenómeno que se presenta durante el enfriamiento de la corteza de los planetas que tienen la composición tamaño y ubicación adecuados para sostenerla. La Biosfera y la vida que sustenta son dependientes ya que una condiciona a la otra. Es la vida la responsable de la precipitación del Carbono y Nitrógeno presentes en su atmósfera e hidrosfera, que luego la acción erosiva sepulta en el subsuelo, en un continúo cambio de las proporciones de estos gases y el Oxigeno creando sucesivamente nuevas condiciones bioesféricas a las cuales la vida tiene que adaptarse; este ciclo continúa hasta que se termine casi la totalidad del Carbono presente en dicha Biosfera, produciéndose la congelación de la superficie del planeta (al perder su atmósfera el efecto de invernadero) y la posterior oxidación de las áreas libres de hielo, esto ocurre después que termina la actividad volcánica del planeta"

 

El desarrollo de la vida en un planeta causa que cambie tanto la composición, presión, temperatura y propiedades ópticas de la atmósfera, y al acabar toda actividad volcánica y todo el Carbono disponible para fotosintetizar, por más agua liquida e irradiación solar que tenga el planeta (o satélite) no puede sustentar vida orgánica. 

No todos los planetas y satélites tienen el tamaño y composición adecuados para albergar un ciclo completo de vida. De hecho algunos no pueden sustentar vida en absoluto, tanto así que ni han podido iniciar el ciclo de vida, un ejemplo es Mercurio, por estar tan cerca del Sol. Otros ejemplos lo pueden ser Júpiter y Saturno. Si imaginamos que existe un planeta con la composición de la Tierra y del tamaño de Júpiter. Por su gran tamaño también cabria decir que tendría una enorme atmósfera, que por tener una composición igual a la terrestre, pero con un mayor tamaño, no permitiría la entrada de la luz necesaria para producir la fotosíntesis, esto limitaría el período de vida del planeta a la duración de su actividad volcánica submarina. Al acabarse ésta y al no tener otra fuente disponible de energía la vida sucumbiría. Imaginemos ahora un planeta muy pequeño, cuyas atmósfera e hidrosferas son tan tenues que no pueden detener los rayos cósmicos, o ultravioletas de la estrella (o estrellas) que pertenece(n) a ese sistema planetario. La vida que lograse albergar este cuerpo celeste se achicharraría a cada amanecer, los seres sobrevivientes de este planeta quedarían limitados a tener una vida subterránea por el día, mientras hubiese actividad volcánica.

Otros motivos también son causales de la culminación del ciclo de vida de un planeta, tal como lo son: las colisiones con otros cuerpos celestes (otros planetas y/o satélites, asteroides, cometas, agujeros negros, etc.) y la destrucción del planeta por el crecimiento de la(s) estrella(s) que orbita. Con el tiempo las estrellas terminan creciendo para convertirse en Gigantes Rojas o Azules, devorando todos los planetas con orbitas que están incluidas en su diámetro máximo alcanzado por la estrella en su crecimiento. 

Este proceso puede detenerse y revertirse, temporalmente. Al haber aparecido el Ser Humano, con el su tecnología de deforestación y combustión de Hidrocarburos (petróleo) esta interfiriendo en el proceso evolutivo de la biosfera, pero existen otros problemas...