Hola. Saludos a todos.

Hoy voy hablarles de lo que, en las ciencias, en la biología, se conoce como La Revolución del Oxígeno que también podría llamarse La Revolución de la Fotosíntesis o La Revolución de las Cianobacterias. Como ya sabemos, toda revolución provoca, para bien o para mal, cambios significativos. Por lo que, las cianobacterias, la fotosíntesis o el oxígeno deben haber producido cambios significativos en algún momento.

Para comprender mejor de que se trató la Revolución del Oxígeno debemos ubicarnos en ese contexto. Así que voy a contarles, lo más breve posible, acontecimientos que nos ubicarán en el tema.

Nuestro planeta tierra (y que nuestro) en sus inicios tenía una atmósfera primitiva. En estos inicios, el papel o función que cumplieron el hidrógeno, el oxígeno, el carbono y el nitrógeno fue fundamental. Ellos permitieron la formación de agua (H₂O), amoniaco (NH₃), Bióxido de Carbono (CO₂), metano (CH₄), ácido cianhídrico (CBH), y moléculas de hidrógeno (H₂). Estas sustancias formaban parte de la atmósfera primitiva. Llamemos a estas sustancias “Sustancias Iniciales” (o sea S.I.). No quedo oxígeno libre.

En los inicios del planeta el hidrógeno, el carbono y el nitrógeno permitieron la formación de agua (H₂O), amoníaco (NH₃), bióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄), ácido cianhídrico (CBH) y hidrógeno molecular (H₂), que pasaron a formar parte de la atmósfera primitiva la cual no tiene oxígeno libre.

El agua formó enormes nubes que cubrían todo el planeta, que paso millones de años en la oscuridad, y apenas caía en forma de lluvia se evaporaba de nuevo. Pero, a medida que se fue enfriando el planeta, las lluvias fueron aportando el agua que en millones de años formaron los océanos primitivos. El agua arrastró a estos océanos gases atmosféricos (CO₂, CH₄, CNH y NH₃) que quedaron disueltos en él.

Las S.I., debido a la acción de diversas energías como la del sol, la de los rayos y relámpagos que se producían constantemente en las nubes primitivas y la de los volcanes, formaron nuevas sustancias. Gran parte de estas sustancias eran orgánicas como azucares y ácidos grasos entre otras. Como no había quienes la consumieran se fueron acumulando en los océanos, principalmente en las orillas, por miles de millones de años.

La energía del sol, rayos, relámpagos y volcanes permitió que las S.I. formaran sustancias orgánicas (azucares, ácidos grasos, etc) que a través de miles de millones de años se acumularon en los medios acuáticos, principalmente en los océanos primitivos.

Cuando surgieron los primeros seres vivos, unicelulares y heterótrofos (no producen su propio alimento), tenían a su disposición enormes cantidades de alimento, el cual comenzaron a consumir.

En esos momentos la producción de alimento era mayor que el consumo de los mismos realizada por los pocos seres vivos existentes (situación A).

Pero, la cantidad de seres vivos aumentaba con el tiempo, por lo tanto, aumentaba el consumo de alimento. Y llego el momento en que el consumo se hizo mayor que la producción de alimentos (situación B). Además, la producción de alimento disminuía a medida que disminuía la cantidad de nubes en la atmosfera. El agua se quedaba en tierra aumentando el tamaño de los océanos, formado lagos, ríos y lagunas. Esta disminución de las nubes se traducía en una disminución de rayos y relámpagos. A esto se le agrega que los volcanes, poco a poco, disminuían su actividad. En fin, la producción de alimento era superada cada vez más con mayor rapidez por el consumo de alimentos.

Esta situación conduciría al agotamiento del alimento y a la muerte de todos los seres vivos.

Situación A: Hay pocos seres vivos (S.I.). La producción de alimentos (PDA) es mayor que el consumo de alimentos (CDA). Este alimento es suficiente para que los seres vivos sobrevivan. Situación B: La cantidad de seres vivos se hizo enorme. Ahora la PDA es menor que CDA por lo que el alimento tiende agotarse. Si esto ocurre mueren todos lo seres vivos.

Pero, pero, pero. Surgieron dos grupos de seres vivos capaces de producir alimentos.

Uno de los grupos (bacterias primitivas quimioautótrofas) producía alimento a través de un proceso llamado quimiosíntesis aprovechando la energía contenida en sustancias como azufre o hierro entre otras. Sin embargo, este proceso, aunque es eficiente para la bacteria, no produce alimento suficiente para mantener una cantidad aceptable de otros seres vivos. Todavía existentes muchos grupos de bacterias quimiosintéticas.

El otro grupo fueron las cianobacterias que fueron los primeros seres vivos capaces de realizar fotosíntesis. Este proceso si permitía y permite hoy en día la elaboración de suficientes cantidades de alimento. Para ello utilizan energía solar, bióxido de carbono (CO₂) y agua (H₂O). Como estos elementos se encuentran en todo el planeta, tanto en la atmósfera como en las aguas de mares, lagos lagunas, ríos, etc, y son muy abundantes, la proliferación de organismos fotoautótrofos como las cianobacterias ocurrió inevitablemente. Esto aseguraba la provisión de alimento para sostener a todos los seres vivos heterótrofos. O sea, los organismos heterótrofos lograron sobrevivir gracias a los organismos fotoautótrofos (cianobacterias).

El surgimiento de las cianobacterias aseguró el alimento para los organismos heterótrofos que lograron sobrevivir y desarrollarse.

Pero resulta que a través de la fotosíntesis no solo se elabora suficiente alimento. De la fotosíntesis queda un sub producto, como que si fuera un desecho: el oxígeno.

Durante el proceso de fotosíntesis no solo se elabora alimento. También queda un subproducto muy importante: el oxígeno.

Recordemos que antes de existir las cianobacterias, antes de que algún ser vivo realizara fotosíntesis, no había oxígeno libre en la atmósfera. Por lo tanto, todos los seres vivos existentes eran anaeróbicos.

Así que, las cianobacterias, realizando fotosíntesis, fueron llenando, poco a poco, de oxígeno a la atmósfera primitiva y a todos los ambientes acuáticos. El efecto de ese oxígeno sobre el ambiente, sobre los seres vivos, sobre los procesos, es lo que se conoce como Revolución del Oxígeno.

¿Pero cuáles fueron esos efectos?

El oxígeno es muy reactivo, por lo que, al hice produciendo iba reaccionando con casi todo con lo que se topaba. La atmósfera primitiva compuesta por las S.I. iniciales que ya señalamos: (H₂O), amoniaco (NH₃), Bióxido de Carbono (CO₂), metano (CH₄), ácido cianhídrico (CBH), y moléculas de hidrógeno (H₂), fue transformada al reaccionar parte de sus componentes con el oxígeno. Después de reaccionar con el oxígeno ya no formaban parte de ella el metano, el amoníaco y ácido cianhídrico. Como resultado de estas reacciones el nitrógeno (N₂) paso a formar parte de la nueva atmósfera.

En otras palabras, el oxígeno transformo la atmósfera primitiva en la atmósfera que conocemos. Como ya sabemos la atmósfera primitiva contiene las S.I. ya mencionadas. En cambio, la nueva atmósfera, además de agua y bióxido de carbono, contiene principalmente nitrógeno molecular y oxígeno. O sea, uno de sus efectos fue cambiar la atmósfera primitiva a la atmósfera que hoy tenemos.

Por otro lado, la creciente cantidad de oxígeno, permitió la formación de lo que hoy en día conocemos como capa de Ozono formada por O₃.

La atmósfera primitiva fue transformada por la abundancia de oxígeno producido por las cianobacterias a través de la fotosíntesis. Esta nueva atmósfera contiene, además de agua y bióxido de carbono, nitrógeno y oxígeno. Cuenta, también, con una capa de ozono (representada por O₃ en el esquema) que se formó progresivamente. Igualmente contiene gases inertes (G.I.).

Los metales y otros minerales reaccionaron inmediatamente con el oxígeno que hoy en día para utilizarlos, como el hierro, hay que separarlos de él. Solo escaparon de esta acción los llamados metales preciosos como el oro. Esto condujo a la formación de minas y rocas.

Como ya sabemos, los seres vivos existentes antes de la aparición del oxígeno eran todos anaeróbicos, realizan respiración anaeróbica. El oxígeno es tóxico para ellos, por lo que limitó su existencia a espacios libres de oxígeno. Pero, permitió la aparición de organismos aeróbicos, capaces de realizar respiración aeróbica, proceso mucho más eficiente que el anterior.

En un ambiente sin oxígeno solo proliferan organismos anaeróbicos. En un ambiente con oxígeno los organismos anaeróbicos son limitados a espacios reducido ya que el oxígeno es tóxico para ellos. Pero. En este ambiente lleno de oxígeno, proliferan los organismos aeróbicos.

Con la respiración aeróbica pudieron desarrollarse organismos más complejos, pluricelulares y con mayor organización interna. Todo ello condujo a la gran variedad de seres vivos que tenemos hoy en día. Sin el oxígeno, sin la respiración aeróbica, el desarrollo complejo de los seres vivos se vería truncado. No tengo información de ningún organismo anaeróbico que sea pluricelular y macroscópico, ni ahora ni en el pasado de hace millones de años. Los organismos unicelulares de respiración aeróbica tienen una organización más compleja que los organismos anaeróbicos.

A diferencia de la respiración anaeróbica, que solo permite el desarrollo de organismos unicelulares de poca organización interna, la respiración aeróbica, por su alta eficiencia, permite el desarrollo de organismos pluricelulares (microscópicos y macroscópicos) de una organización más compleja. También permite el desarrollo de organismos unicelulares, pero de mayor complejidad que los anaeróbicos.

Podemos resumir los cambios o efectos que produjo la Revolución del Oxígeno:

• Paso de una atmósfera primitiva a la atmósfera actual.
• Formación de la capa de ozono.
• Formación de minas y rocas.
• Limitación a espacios determinados de los organismos anaeróbicos.
• Aparición de la respiración aeróbica y con ello la de los organismos aeróbicos.
• Desarrollo de organismos más complejos gracias a la respiración aeróbica.

Resumiendo, podemos decir que el oxígeno, hace millones de años, produjo cambios profundos que es lo que conocemos como la REVOLUCIÓN DEL OXÍGENO.

Hasta pronto.

SALUDOS, UN ABRAZO DESDE SAN FERNANDO DE APURE, VENEZUELA