Para que un planeta sustente la vida, muchas cosas deben ir bien.Algunas de las circunstancias que permiten que florezca la vida en un planeta dado provienen de la formación temprana del planeta.La situación aquí en la Tierra significaba que la corteza terrestre contenía aproximadamente un 5% de hierro.
El nuevo documento analiza cómo el hierro de la Tierra ha disminuido con el tiempo y cómo esto ha dado forma al desarrollo de la vida compleja en la Tierra.¿Las formas de vida complejas necesitan hierro para desarrollarse en otros mundos?
El hierro desempeñó un papel esencial en la Tierra primitiva.Sin suficiente hierro, no se almacena agua en la superficie del planeta.Y sin agua, como todos sabemos, no puede haber vida.(Por supuesto, sus posibilidades de vivir sin agua son escasas). Pero demasiado hierro puede ser un problema.Demasiado puede ser perjudicial para el desarrollo de una vida compleja.
Un artículo titulado “El cambio temporal del hierro planetario como motor de la evolución”, y fue publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).El primer autor es Jon Wade, profesor asociado de materiales planetarios en el Departamento de Ciencias de la Tierra de Oxford.
La vida necesita agua.Las células no pueden hacer negocios sin él.Pero el hierro también es esencial.Por ejemplo, las células necesitan hierro para replicar el ADN, y la hemoglobina en nuestra sangre transporta oxígeno por todo el cuerpo y depende del hierro para hacer esto.Algunos invertebrados no necesitan hierro,Algunos peces no, o.Pero la mayoría de las criaturas lo hacen.
En este nuevo estudio, los autores investigaron el papel del hierro en el desarrollo de la vida compleja en la Tierra.A partir de ahí, extendieron su pensamiento a los exoplanetas.La composición química de estrellas distantes y la fracción de masa de hierro de los planetas que las orbitan podrían proporcionar pistas sobre el desarrollo de vida compleja.
Para entender todo esto, necesitamos hacer retroceder el reloj hasta el comienzo de la Tierra.nuestro planetanebulosa del sol.
“La cantidad inicial de hierro en las rocas de la Tierra está ‘establecida’ por las condiciones de acreción planetaria donde el núcleo metálico de la Tierra se separa del manto de la roca”, dijo el coautor del estudio, Jon Wade.“Si hay muy poco hierro en un área rocosa como Mercurio, es poco probable que exista vida.Puede ser difícil mantenerse en la superficie durante un tiempo como el de Marte, que involucra demasiada agua y la evolución de formas de vida complejas”.
Hay mecanismos complejos detrás de la retención de hierro y agua superficial.El magma evolucionado que contiene hierro puede formar minerales hidratados a medida que se enfría la superficie del planeta.El proceso une el agua en minerales y elimina el agua superficial.Esto puede haber ocurrido en Marte, que eliminó agua de la biosfera potencial debido a su mayor contenido de hierro en comparación con la Tierra.Este proceso puede haber ocurrido en los primeros mil millones de años de Marte.
En la Tierra, la situación era diferente. Esto se debe principalmente a que el contenido de hierro de la Tierra es menor que el de Marte.La Tierra retuvo agua superficial porque no había suficiente hierro para unir el agua en minerales.Por lo tanto, el agua de mar de la Tierra contiene una forma biodisponible de hierro que es accesible para la vida.
Si pudiera hacer una pausa aquí, la Tierra sería un mundo joven con mucha agua superficial.Y vivir en esa agua es una vida sencilla.La atmósfera es pobre en oxígeno y los océanos están llenos de anaerobios.
Ahora haz avanzar el relojgran evento de oxigeno(GOE.) GOE ocurrió hace entre 2.4 y 2 mil millones de años.En ese momento, la cantidad de oxígeno en la atmósfera y los océanos aumentó drásticamente.Probablemente fueron las cianobacterias las que lo hicieron, y todo ese oxígeno cambió todo en la Tierra.Desencadenó la extinción entre los anaerobios.
El profesor Hal Drakesmith es coautor del estudio y profesor de biología del hierro en la Universidad de Oxford.El profesor Drakesmith escribió en un intercambio de correos electrónicos con Universe Today:Como resultado, un evento masivo de oxígeno también se denomina catástrofe de oxígeno”.
Aquí el hierro vuelve a la escena.“No solo eso, sino que el oxígeno era indirectamente letal”, dijo el profesor Drakesmith. Primero se combina con el hierro para oxidarse, luego se escapa del agua de mar, lo que significa que el hierro ya no se puede utilizar. Casi todos los seres vivos necesitan hierro”, dijo. explicado.
Según el comunicado de prensa, “varias gigatoneladas de hierro cayeron del agua de mar, lo que la hace mucho menos útil para el desarrollo de la vida”.
La pérdida de hierro tuvo un gran impacto en la vida.Lo que antes era abundante ahora escasea.El organismo se adaptó y la adaptación que facilitó al organismo la adquisición y utilización del hierro fue favorable.
Los sideróforos fueron una ventaja.Los sideróforos son pequeñas moléculas producidas por muchas bacterias.Permite al organismo captar el hierro del hierro oxidado del ambiente.Por lo tanto, los sideróforos tienen una ventaja en el nuevo ambiente rico en oxígeno donde se oxidan grandes cantidades de hierro.
Sin embargo, los sideróforos también pueden robar hierro de otras criaturas.Esto establece la dinámica entre el patógeno y el huésped.A medida que se intensificó la carrera armamentista entre los organismos que luchaban por el hierro, desarrollaron continuamente nuevos métodos para atacar y defender el hierro.Y ha impulsado la evolución de vidas más complejas.
Pero no fue sólo la guerra por el hierro.Algunos organismos simbióticos y compartidos de hierro.Otros se hicieron pluricelulares.
“La vida ha tenido que encontrar nuevas formas de obtener el hierro que necesita”, dijo el coautor.hal drakesmith, Profesor de Biología del Hierro, MRC Weatherall Institute of Molecular Medicine, Universidad de Oxford.“Por ejemplo, la infección, la simbiosis y la multicelularidad son comportamientos que permiten a los seres vivos capturar y utilizar de manera más eficiente este nutriente escaso pero importante.Adoptar esos rasgos lo habría hecho mucho más complejo en el curso de la evolución de la vida temprana en lo que vemos a nuestro alrededor hoy”.
La cambiante abundancia y escasez de hierro ha jugado un papel importante en la vida en la Tierra.Primero, su abundancia hizo que el agua superficial fuera sostenible y habitable para la Tierra.Entonces ese declive estimuló la evolución de la vida compleja.Por lo tanto, las formas de vida complejas podrían evolucionar solo cuando las condiciones bajo las cuales las formas de vida podrían prosperar en formas simples tuvieran que cambiar.¿Es lo mismo en otros mundos?
“No se sabe qué tan común es la vida inteligente en el universo”, dijo el profesor Drakesmith.“Nuestro concepto implica que las condiciones que sustentan la iniciación de la vida simple no son suficientes para asegurar la evolución subsiguiente de la vida compleja.Es posible que se requiera una selección adicional debido a cambios ambientales severos. Un ejemplo es encontrar nuevas formas para que la vida en la Tierra acceda al hierro.A escala planetaria, estos cambios temporales pueden ser raros o aleatorios, lo que significa que la vida inteligente también puede ser menos probable”.
¿Qué significa esto para encontrar vida?Conocemos miles de exoplanetas y descubriremos muchos más.¿Cómo nos ayuda esto a entender lo que estamos buscando?
“Dada la abundancia de planetas ricos en agua y los componentes básicos de la vida, la vida simple sería común en el universo.Sin embargo, la transición de la Tierra a la vida multicelular compleja ha tenido que eliminar varios obstáculos ambientales, especialmente aquellos presentados por cambios transitorios en la abundancia elemental”, dicen los autores.
Puede reducirse a la proporción de la masa central de un exoplaneta.La relación relativa entre el núcleo metálico de un exoplaneta y su manto es “… Podría proporcionar restricciones observables sobre el contenido de hierro de los mantos exoplanetarios y, por lo tanto, la idoneidad para el surgimiento y evolución de formas de vida complejas”, escriben los autores.Por lo tanto, encontrar exoplanetas con fracciones de masa central similares a las de Marte y Mercurio no son buenos candidatos para albergar vida, especialmente vida compleja.
En cambio, podríamos mirar más de cerca los exoplanetas similares a la Tierra en su fracción de masa central.Si pudiéramos estimar la cantidad de hierro en el manto de un exoplaneta, podríamos dar forma a la búsqueda de vida en otros mundos.Hay muchas cosas que los científicos aún no entienden, pero hay algunos puntos clave que podrían ser pistas.”La Tierra parece ocupar un “punto dulce” constitutivo y posicional, pero la sensibilidad de la habitabilidad planetaria para cubrir el contenido de Fe y cómo esto podría cambiar con la masa planetaria no está clara, escriben los autores.
La Tierra no ha dejado de cambiar.Un aumento en nuestras emisiones de CO2 conducirá a una disminución en el hierro.“Finalmente al regresar a la Tierra, continuó el aumento antropogénico de CO en la atmósfera.2Se espera que la absorción relativamente pobre de hierro en las plantas, la fuente de hierro para los humanos y el ganado, aumente la prevalencia de la deficiencia de hierro”.
Por lo tanto, continúa la abundancia y escasez de hierro bajo presiones evolutivas.“Por lo tanto, mirando hacia el futuro, se espera que las modulaciones de la disponibilidad de hierro a escala planetaria, potencialmente impulsadas rápidamente por el cambio climático, creen presiones selectivas sobre los huéspedes y patógenos en toda la biosfera, lo que inevitablemente afectará la salud humana”, escribe el autor.
¿Debería la vida en la Tierra evolucionar una vez más y desarrollar nuevas adaptaciones para la biosfera baja en hierro?
Manténganse al tanto.
más:
- presione soltar:Hierro esencial para el desarrollo de la vida en la Tierra y la posibilidad de vida en otros planetas
- Nueva investigación:El cambio temporal del hierro planetario como motor de la evolución
- El universo de hoy:está nevando hierro cerca del núcleo de la tierra