Los científicos han descubierto un proceso biológico completamente nuevo en las profundidades del océano. Conocido como ‘producción de oxígeno oscuro’, permite a ciertas bacterias generar oxígeno sin necesidad de luz ni aire, desafiando los principios establecidos sobre la fotosíntesis.

Un equipo de investigadores ha revelado un proceso biológico desconocido que podría cambiar nuestra comprensión sobre la producción de oxígeno en ambientes anóxicos.

En un estudio publicado como preimpresión en bioRxiv, los científicos describen cómo microorganismos del fondo marino generan oxígeno en ausencia de luz, un fenómeno denominado “producción de oxígeno oscuro” (DOP, por sus siglas en inglés).

Este descubrimiento no solo tiene implicaciones para los ecosistemas profundos, sino también para la evolución temprana de la Tierra y el potencial de terraformación en otros planetas.

¿Qué es el oxígeno oscuro?

Tradicionalmente, se ha considerado que la fotosíntesis es la principal fuente de oxígeno en la Tierra. Sin embargo, este nuevo estudio identifica una vía biológica independiente de la luz para producir oxígeno. Hasta ahora, se conocían tres mecanismos biológicos de DOP: dismutación de clorato, dismutación de óxido nítrico y lisis del agua mediada por metanobactinas. La investigación liderada por Rikuan Zheng y su equipo aporta una cuarta vía: la reducción disimilatoria de nitrato a amonio (DNRA) en dos cepas bacterianas del filo Deferribacterota.

Los investigadores aislaron dos cepas bacterianas (DY0037 y DY0609) provenientes de muestras tomadas en respiraderos hidrotermales y otras zonas profundas del océano. Estas bacterias demostraron ser capaces de producir oxígeno bajo condiciones anaeróbicas utilizando nitrato como precursor.

Mediante experimentos controlados, se verificó que el oxígeno generado era estrictamente dependiente del nitrato y no se debía a procesos abióticos ni a intrusión de oxígeno externo.

El mecanismo propuesto implica que estas bacterias convierten el nitrato en nitrito mediante enzimas reductoras específicas y, posteriormente, producen oxígeno y amonio a través de una reacción mediada por una enzima aún no identificada. Este proceso es termodinámicamente viable y representa una vía completamente nueva para la generación biológica de oxígeno.

Impacto ecológico y geológico

La producción de oxígeno oscuro por estas bacterias tiene profundas implicaciones para los ecosistemas marinos. Por ejemplo, los investigadores demostraron que el oxígeno liberado influye en la formación de nódulos polimetálicos ricos en manganeso, estructuras geológicas clave en el fondo marino.

Además, este oxígeno afecta el metabolismo y crecimiento de otros microorganismos marinos. En pruebas experimentales, se observó que inhibía el crecimiento de metanógenos estrictamente anaeróbicos mientras favorecía el desarrollo de bacterias aeróbicas.

Este fenómeno también podría explicar la presencia aparentemente paradójica de organismos aeróbicos en ambientes nominalmente anóxicos, como sedimentos profundos o zonas mínimas de oxígeno.

Los hallazgos sugieren que el DOP pudo haber jugado un papel crucial en la historia temprana del planeta. Durante el Gran Evento de Oxidación (GOE), hace aproximadamente 2.500 millones de años, este tipo de producción biológica podría haber complementado o precedido a la fotosíntesis como fuente principal de oxígeno atmosférico.

Además, dado que se han detectado nitratos en Marte y otros cuerpos celestes, los investigadores plantean que estos microorganismos podrían ser utilizados para generar oxígeno en futuros esfuerzos de terraformación.

Secretos del océano profundo

El descubrimiento del oxígeno oscuro marca un hito en nuestra comprensión sobre los ciclos biogeoquímicos del océano profundo y la evolución atmosférica terrestre. Además, abre nuevas posibilidades para explorar cómo estos procesos podrían aplicarse en contextos extraterrestres.

Mientras los científicos continúan investigando las enzimas responsables y las aplicaciones potenciales, este estudio destaca cómo los secretos del océano profundo pueden tener repercusiones universales.

Enlace de origen : Oxígeno oscuro: un enigmático proceso desafía la fotosíntesis en las profundidades del océano