2014-07-13

Subject: Flutuações no nível de oxigénio atrasaram vida na Terra

 

Flutuações no nível de oxigénio atrasaram vida na Terra

 

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@ Nature/Peter Ptschelinzew/Lonely Planet Images/Getty

Um dos maiores enigmas da história da Terra é a razão porque os animais não evoluíram após um pico nos níveis de oxigénio há aproximadamente 2,3 mil milhões de anos. Em vez disso, apesar do que os cientistas pensavam ser um período de teor relativamente elevado de oxigénio, a evolução da vida na Terra estagnou pelo que foi apelidado ‘bilião aborrecido'.

A atmosfera primitiva da Terra teve dois importantes picos de concentração de oxigénio, um há cerca de 2,3 mil milhões de anos, conhecido por ‘grande evento de oxigenação', e um segundo há 800 milhões de anos. A evolução de vida complexa apenas descolou depois deste segundo pico. Agora, os investigadores dizem que as flutuações nos níveis de oxigénio provavelmente mantiveram a evolução em cheque durante esse período.

Em vez de se ir acumulando de forma contínua, as novas descobertas sugerem que os níveis de oxigénio caíram a pique logo após o primeiro pico, em que houve um aumento de pelo menos mil vezes.

A descoberta vai contra “uma visão simplista de uma marcha unidireccional em direcção a altos níveis de oxigénio", diz Noah Planavsky, biogeoquímico na Universidade de Yale em New Haven, Connecticut, que apresentou o trabalho na Terceira Conferência Internacional de Geobiologia no mês passado em Wuhan, China. “Os níveis de oxigénio foram, na realidade, muito dinâmicos, subindo e descendo até que ultrapassaram um limiar e empurraram o planeta para um estado diferente", diz ele.

Mas os investigadores contestam o papel central do oxigénio no advento dos animais e pensam que outras dicas ambientais, como metais vestigiais importantes para a função enzimática, podem ainda ter sido precisos. Outros suspeitam que o hiato prolongado na evolução pode ser devido a ser necessário muito tempo para desenvolver a maquinaria genética necessária.

“Mas não há evidências para apoiar nenhuma das situações", diz Planavsky.

Uma análise anterior baseada no estado de oxigenação das águas do oceano profundo analisadas a partir de núcleos de sedimentos revelou que as concentrações de oxigénio durante o bilião aborrecido podem ter sido tão elevadas como 40% dos níveis actuais mas para fazer essa inferência “é preciso fazer muitas assumpções que provavelmente não estão correctas", diz Lyons.

Planavsky criou uma abordagem baseada em seguir o movimento dos isótopos de crómio da terra para o oceano, algo que é altamente sensível aos níveis de oxigénio atmosférico.

Uma minúscula quantidade de oxigénio pode converter uma forma insolúvel de crómio, parte da crosta continental, numa forma solúvel que é depois lixiviada com a ajuda dos rios e da chuva para os oceanos, onde é reduzida através de uma reacção com o ferro e precipitada em depósitos de ferro.

Dado que o isótopo mais pesado 53Cr é mais sensível à oxidação que o 52Cr, analisar a razão de isótopos de crómio nestes depósitos de ferro e compará-las com as encontradas em depósitos de ferro expostos a um nível conhecido de oxigénio pode "abrir uma janela para os níveis de oxigénio no passado distante”, diz Planavsky.

Ao estudar os antigos depósitos de ferro da Austrália, Canadá, China e Estados Unidos, os investigadores descobriram que os níveis de oxigénio eram muito baixos em várias etapas do bilião aborrecido, abaixo de 0,1% dos actuais níveis atmosféricos. Os primeiros sinais de oxidação significativa do crómio, sugerindo altos níveis de oxigénio atmosférico, ocorreram há cerca de 800 milhões de anos.

“É uma descoberta muito importante”, diz Malcolm Walter, geobiólogo na Universidade da Nova Gales do Sul em Sydney, Austrália, que não esteve envolvido no estudo. Ele pensa que isto sugere que os níveis de oxigénio atmosférico eram “uma limitação ambiental chave sobre a evolução animal”.

Walter salienta, no entanto, que as inovações genéticas também foram cruciais para a evolução e diversificação da vida complexa. O motor evolutivo não aqueceu verdadeiramente até passarem outros 260 milhões de anos após o segundo evento de oxigenação, quando a explosão câmbrica deu origem aos filos animais modernos em apenas 20 milhões de anos, um piscar de olhos geológico.

“Até que o ambiente estivesse perfeito e até que as ferramentas genéticas estivessem criadas, a evolução da vida complexa não podia ter acontecido", diz Walter.

 

 

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